変化率インジケーター
部品と材料
- 6ボルトのバッテリー2個
- コンデンサ、0.1 µF（Radio Shackカタログ番号272-135）
- 1MΩ抵抗
- ポテンショメータ、シングルターン、5kΩ、リニアテーパー（Radio Shackカタログ番号271-1714）
ポテンショメータの値は特に重要ではありませんが、理論的には、低抵抗のユニットは高抵抗のユニットよりもこの実験に適しています。この回路には10kΩのポテンショメータを使用しましたが、優れた結果が得られました。
相互参照
電気回路の教訓 、第1巻、第13章：「コンデンサ」
学習目標
- 微分回路を構築する方法を説明するため
- 微分積分関数の経験的理解を得るために
回路図
イラスト
手順
ポテンショメータのワイパー端子と回路図に示されている「接地」点（下部6ボルトバッテリーのマイナス端子）の間の電圧を測定します。これは回路の入力電圧であり、ポテンショメータのコントロールをフルレンジにすると、0〜12ボルトの間でスムーズに変化することがわかります。ここではポテンショメータが分圧器として使用されているため、この動作は驚くべきことではありません。
次に、ポテンショメータコントロールを動かしながら、1MΩ抵抗の両端の電圧を測定します。デジタル電圧計を強くお勧めします。最も強い表示を得るには、非常に感度の高い（ミリボルト）範囲に設定することをお勧めします。ポテンショメータがないときに電圧計は何を示しますか 動かされていますか？ポテンショメータをゆっくりと時計回りに回し、電圧計の表示に注意してください。ポテンショメータをゆっくりと反時計回りに回し、電圧計の表示に注意してください。ポテンショメータの制御動作の2つの異なる方向の間にどのような違いがありますか？
電圧計が安定した小さな表示を示すようにポテンショメータを動かしてみてください。どのようなポテンショメータの動きが最も安定したを提供しますか 1MΩ抵抗の両端の電圧？
微積分では、ある変数の別の変数と比較した変化率を表す関数は、導関数と呼ばれます。 。この単純な回路は、入力電圧の時間の経過に伴う変化率に比例する出力電圧を生成することによって導関数の概念を示しています。 。この回路は、時間に関する微分の微積分関数（入力信号の時間微分を出力する）を実行するため、微分器と呼ばれます。 回路。
平均のように この章の前半で示した回路では、微分回路は一種のアナログコンピュータです。微分は、特にデジタルコンピュータに実装されている場合、平均化よりもはるかに複雑な数学関数であるため、この回路は、数学計算を実行する際のアナログ回路の優雅さの優れたデモンストレーションです。
より正確な微分回路は、抵抗-コンデンサネットワークを電子増幅器と組み合わせることによって構築できます。 回路。計算回路の詳細については、この実験ボリュームの「アナログ集積回路」の章を参照してください。
関連するワークシート：
- 受動積分器および微分回路のワークシート
産業技術