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センサーの実験: 電波センサー・コヒーラ検波器(無線黎明期の受信機)と雨降りセンサー

小学校6年生でセンサーを扱うようになりました。子供たちはセンサーを見ても「ふーん」で終わってしまうことがあります。それは内部が見えないためです。そこで今回は無線通信でかつて使われていた。コヒーラ検波器と雨降りセンサーを紹介します。電波を受けると回路に電流が流れる・水にぬれると電気が通るとどちらもセンサーの役割を持つものです。

実験1:コヒーラ検波器を作る

材料:電池、LED、フィルムケース、アルミホイル

アルミ箔を10㎝四方に切ります。それを直径1.5㎝位のボールにします。かなり力が要ります。

​さらに、プラスチックコップに電極を2つ付けます。

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カップに丸めたアルミの球を10個ほど入れておきます。LED・3V電源を直列につなぎます。もしLEDが点いてしまうようならカップを軽く振って、電流を流れないようにします。片方の電極は空気中に伸ばしてアンテナにすると感度が上がります。

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近くで電子ライターを点火すると、LEDが点きます。

​アルミニウムは非常に酸素と反応しやすく、その表面には10Åの酸化被膜が必ずできます。この皮膜はAl2O3という物質で電気を通しませんが、電圧がかかったり、力をかけると壊れてしまいます。電子ライターの放電の電圧で被膜が壊れて電流が流れるようになり、LEDが点灯したというわけです。コップを振るとまた表面に酸化被膜ができLEDは消えます。

一般にコヒーラでは金属粉末を使用しました。このようにして電波を受け取る無線通信ができるようになりました。尚、あの有名なタイタニック号もこの通信装置でSOSを発信したそうです。

​実験2:雨降りセンサーを作ろう

​材料:アルミ箔、ティッシュ、食塩、リード線

​このセンサー?というほどのものではありませんが、水にぬれると食塩水は電気を通してブザーを鳴らすというものです。

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​ブザーを鳴らす回路を作り、アルミホイルを少しだけ離して並べます。そこに食塩を包んだティッシュペーパーをのせます。ティッシュが水にぬれると中が食塩水となり電流を流します。(水だけですと、3V位ではほとんど流しません)

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