15000ボルトの電撃を放つ!

今回はアーク放電をやってみたいと思います。
空気中に稲妻を飛ばすわけです。
ぶっちゃけ物理は素人なので色々と教えてもらいながら挑戦しました。
間違ったことを書いていたらすみません。

空気中に稲妻を飛ばすにはどうすればいいでしょうか。
まずはいきなり成功動画を見てもらったほうが話が早いでしょう。

バリバリ電撃が飛んでいます。こりゃ楽しい!
どうやってやったのか、解説していきます。

空気は電気を通さないので普通は回路が途切れていたら電気は流れません。
しかしめちゃくちゃ電圧をかけてやると空気に電気が流れ始めます。
これを絶縁破壊といいます。
空気中の分子がプラズマになるのです。プラズマは気体分子が電離した状態で、電気が流れます。バチバチとした発光がまさにプラズマです。

さきほどの動画では銅管と銅管の間の空気に絶縁破壊が起きてアーク放電が発生しています。
電圧はなんと15000ボルト。
家庭用コンセントが100ボルトなので150倍です。
とはいえ電源はコンセントから取っています。
どうやって電圧を150倍にするのでしょうか。

それにはトランス(変圧器)を使います。
トランスというのは、交流の電圧を上げたり下げたりできる装置です。
今回は電圧を上げるので昇圧トランスを使います。

トランスは2つのコイルでできています。
まず片方のコイル(1次コイル)に交流電圧をかけます。
交流なので電流が行ったり来たりと入れ替わります。

コイルに電気が流れると磁束が発生しますね。
中学理科で習うやつです。
逆に、磁束が変化するとコイルに電圧が発生します(電磁誘導)。
1次コイルに交流を流すと磁束が発生し、その磁束によって2次コイルにも交流電圧が発生します。1次側と2次側の回路は繋がってないのに2次側にも電流が流れるわけですね。
ポイントは、コイルの巻き数によって電圧が変化することです。
つまり、1次コイルよりも2時コイルの巻き数を多くすれば電圧が上がるわけです。逆にすれば電圧が下がります。
これを利用したのがトランスです。
トランスの中身は2つのコイルというわけです。

今回は、ネオントランスを使いました。
ネオンライトを灯すためのトランスで、100Vを15000Vまで昇圧することができます。

これがネオントランス。

細いほうの電線に100V交流を入れると太いほうの電線から15000Vになって出てきます。
このままコンセントにぶっ挿せばいきなり15000Vが得られるわけですが当然ながら大変危険です。
感電したら死ぬので安全に実験するための準備をします。

まず、直接コンセントに接続するのではなく、間にスライダックをかませることにしました。
これがスライダック。

ツマミを回すことで0V~130Vまで自在に電圧を変化させられます。
これを使って徐々に電圧を上げていくことにします。
コードも何もついてないのでコードを取り付けます。

プラグとコンセントをVFF(ビニル平型コード)で繋ぎました。
これでこのプラグを家のコンセントに挿せば、0~130V交流電源を自由に取り出せるわけです。

ではスライダックにネオントランスを接続!といきたいところですが、念には念を入れて感電対策。
人は感電すると筋肉が固まって身動きが取れなくなります。
「やべっ!」と思っても体が動かなくてスイッチを切ることができません。そのままお陀仏です。
感電した状態でスライダックのツマミを回すなんて不可能です。
万が一の時のためにすぐにスイッチを切ることができるように、回路に押しボタン式のスイッチを挟むことにします。
ボタンを押している間しか電気が流れないようにして、感電した瞬間に手が離れればすぐに止まるようにしておきます。

ではスイッチを挟みましょう。
といきたいところですが、スイッチを持っている手から感電したら最悪です。なんせ途中の回路にも100Vが流れているわけですから十分危険です。なので回路にリレーを挟みます。

これがリレー。

一番下の電極に電気を流すとコイルに電気が流れて電磁石になり、その磁力でスイッチがくっついてONになります。このリレーは直流7VかけるとONになるようです。
7Vという小さい電圧で、100V電圧のON/OFFを制御できるわけです。
で、この7Vを入力するためのスイッチを押しボタンスイッチにします。7V直流は乾電池を直列に繋げれば作れます。
7Vなら安全ですね。

ボタンを押すと7Vが流れてリレーがONになり、100Vが流れてネオントランスによって15000Vに昇圧されてアーク放電が発生するという回路です。ゴム手袋も着用しておきます。

回路が完成したところでいよいよ放電です。
スイッチを押しながらスライダックで徐々に電圧を上げていきます。60Vぐらいで放電が始まりました。昇圧後の電圧は9000Vぐらいですかね。
スライダックを100V(昇圧後15000V)まで回すと放電が激しくなりました。

大成功です。感電もせず死なずに済みました。

調子に乗って銅管の先にスチールウールをつけてみました。
放電でスチールウールを焼いてみます。
もちろん短絡してるとヤバいので離してあります。


こりゃ楽しいぜ!

感電と火事にはくれぐれも注意!
というわけで今回はここまで。
それではまた!

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おーたむ

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みくあす管理人プロフィール
映える化学実験を求めてMyラボで遊んでる人。毒劇物取扱者及び危険物取扱者(甲種)の資格所持者。

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