整流ダイオード実験:ネオンランプで誘導キックバックを抑制
部品と材料
- 6V電池
- パワートランス:120VAC降圧12VAC(Radio Shack #273-1365、273-1352、273-1511)
- 1N4001整流ダイオード(Radio Shack #276-1101)——1N400Xシリーズなら何でも可
- ネオンランプ(Radio Shack #272-1102)
- SPSTトグルスイッチ 2個(単極単投)
専用トランス推奨ですが、どんな鉄心インダクタでも代用可能。コスト重視なら家庭用照明スイッチをトグルスイッチとして使用できます。
参考文献
- 『Lessons In Electric Circuits』第1巻 第16章:「RC and L/R Time Constants」
- 『Lessons In Electric Circuits』第3巻 第3章:「Diodes and Rectifiers」
学習目標
- 誘導「キックバック」現象を復習する
- ダイオードが誘導キックバックを抑制する仕組みを実演する
回路図

イラスト

手順
回路組み立て時、ダイオードの極性に注意:カソード(単一バンドマーク)が電池の正(+)極を向くようにします。スイッチ#1が「オン」のとき、ダイオードは逆バイアスで非導通状態でなければなりません。
トランスの高電圧(120V)巻線をインダクタコイルとして使用。一次巻線は通常二次よりインダクタンスが大きく、より顕著なランプ点滅効果が得られます。スイッチ#2を「オフ」にすると、ダイオードは回路から切り離されます。
スイッチ#1を素早く開閉します。開くとき、ネオンランプがフラッシュします——これは誘導キックバックによるもので、インダクタが急激な電流減少に抗して大きな電圧を生成します。このフラッシュは磁界に蓄えられたエネルギーを示します。
誘導キックバックはアークを発生させ、スイッチ接点を損傷させます。ネオンランプは安全な放電経路を提供し、蓄積エネルギーを光と熱に変換して接点を保護します。
保護効果を示すため、スイッチ#2を閉じてダイオードを接続。再びスイッチ#1を素早く開閉。今度はネオンランプがフラッシュしません。ダイオードが電圧スパイクをクランプし、電流を安全に迂回させるためです。
スイッチ#1が閉じている間、インダクタ両端電圧を測定して動作確認。電池電圧フルが表示されればダイオード極性正解;低い読み取りならダイオード逆接続で短絡状態を示唆。
関連ワークシート
- Miscellaneous Diode Applications Worksheet
産業技術