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音声での発電について教えて頂けないでしょうか?
初めまして、今回どうしても解決方法が分からず質問させて頂きました。 現在、理科の実験の中でも人力発電について考えております。 そこでよく電子部品を扱っているお店で売っているようなクリスタルマイクを分解し、紙コップに貼付け、大声を出すことでLEDを光らせることをまずやってみました。そのときにオシロスコープで計測しましたところ、1.5Vから2V程度の出力がありました。 次にLEDではなく、グリーティングカードについているような電子オルゴールを大声で鳴らすことはできないかと思い、整流回路を組んでやってみたのですが、ピーとも鳴りません・・・ 圧電素子そのものに振動を与えてみたところ、LEDは点灯しても電子オルゴールは鳴りませんでした。 使用していたオルゴールはグレープフルーツ1コを半分にした果物電池で十分に鳴った電子オルゴールです。 鳴らない原因はどこにあるのでしょうか? もしご存知の方がいらっしゃいましたら、ご教授頂けると幸いです。
- prince9max
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- 自然環境・エネルギー
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ANo.2です、クリスタルマイクではやはり能力不足かと思います。 しかし安心してください、ご質問の趣旨の実験は可能だと思いますよ。 やり方として １、クリスタルマイクロホンの代わりになるべくインピーダンスの大きなダイナミックスピーカーを使う、音のエネルギーを効率よく回収する為になるべく口径が大きい方が良いですね。 ２、１でも旨くいかない場合はそのダイナミックスピーカーにマッチングトランスをつけて電圧を上げる また電子オルゴールを鳴らすにはダイオードブリッジで全波整流、コンデンサで平滑が不可欠だと思います。コンデンサは1000マイクロファラド以上の物をお使いください。 以上の1または２でうまくいくと思いますよ。 またこれは音声が止まればほぼ同時にオルゴールも止まると思って下さい。音声で充電してしばらくの間鳴っていると言うのは難しいですね。 何かご不明の事が有りましたらご遠慮なく補足にお書きください。
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成功したとの事おめでとうございます。私もうれしいですよ（笑 ＞ただ、最後まで鳴ると一度放電させなくてはいけないのか、次に電気が発生するまでほんの少し時間が必要なようでした。 この部分ですがコンデンサを充電するのに必要な時間だと思います。静電容量が大きくなれば充電放電共に時間がかかり、鳴り初めと鳴り終りが加えた音声に対してタイミング的にずれ込みます。 ご希望の特性を出すには実験が一番でしょう、小さすぎると十分な整流効果が得られず音が濁りますし大き過ぎると先ほどの説明どおりになります。 何はともあれ今回はおめでとうございました。
お勧めというのは特に有りませんが安物のジャンク品で良いと思います。ヤフオクなどで探せば沢山有りますよ。 ダイナミックスピーカーはインピーダンスが低いので今回の実験には最適ですが問題は電圧ですね。これは音圧レベルを大きくしても十分な電圧が得られない場合は、たとえばスピーカーのインピーダンスが８オームの場合一時側が８オームで巻き線比１：３とかのトランスを付ければ解決するでしょう。 つまりスピーカーに余裕が有るのだからトランス次第で良い結果が出ると思います。場合によっては二倍電圧整流回路を採用すると良いかも知れません。 URLの基本回路の （４）両波倍電圧整流回路を参考になさってください。この場合コンデンサはやはり1000マイクロファラッド以上が欲しいですね。 http://www.mizunaga.jp/rectify.html
お礼
遅くなりました!すみません・・・ 整流用ダイオード+トランス+ダイナミックスピーカーで鳴りました。 imuzak5320さんのおかげです。ありがとうございました! 整流用ダイオードよりショットキーダイオードのほうが効率が良いようで、コンデンサを470マイクロF(だったと思いましたが)にしてみたところ、ショットキーダイオード+トランス+ダイナミックスピーカーできちんと最後まで鳴ることができました。 ただ、最後まで鳴ると一度放電させなくてはいけないのか、次に電気が発生するまでほんの少し時間が必要なようでした。 本当に助かりました。お礼申し上げます。
まず問題ですがクリスタルマイクはそのインピーダンスが非常に高く電子オルゴールをつなぐと十分な電圧が出ない事が考えられます。しきい電圧も整流回路をつないだ場合問題になります。コンデンサの平滑回路もつけましたか？ それらをつないだ状態で電子オルゴールにかかる電圧を測って見ましたか？ 次に ＞グレープフルーツ1コを半分にした果物電池で十分に鳴った電子オルゴールです これは液体の電池ですから内部抵抗が小さく負荷をつないでも電圧があまり低下しなかったのでしょう。
お礼
補足ありがとうございます。 コンデンサをつけてみたところ、ジーという本当に小さい小さい音が鳴りました! ですが、以下の問題が発生しております。 ・計測してみたところ、0.6V程度しか出ていない ・コンデンサがすぐに放電してしまうようです のですが、解決方法は何かありますでしょうか? 回路以外のところでは、紙コップではなくもっと効率のよい集音(振動?)方法を考えるか、クリスタルマイクではなく圧電素子をもっと良いものに変えるかは思いつくのですが・・・ 以前、大声を出して乾電池を充電できるほどの電力を発電したという記事を見たのですが、市販のものを使って大声でそれほどの電力を生み出せるものなのでしょうか・・・?
- oobasan
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自信はありませんが、整流回路を組んだダイオードのしきい電圧より発電電圧が低いのではないでしょうか？ それと、電圧だけでなく電流が足りるのでしょうか？
お礼
お返事ありがとうございます。 オシロスコープで確認したところ、まさにその通りでした・・・<電圧低い
補足
ありがとうございます!本当に助かります・・・ まだ試していないので何なのですが、imuzak5320さまのオススメと思われたダイナミックスピーカーはありますでしょうか? あとは紙コップではなくバラボラアンテナのようなもので集音してみようかなと思っています。 再度試してみます。 お手数おかけして申し訳ありませんが、もしよろしければまたアドバイス頂けると幸いです。