電気伝導の公開実験−Ver.2
H.Shiozaki
fj.engr.elecに投稿しましたが、反応が無いので投稿先を増やしました。
fj.engr.elec, fj.sci.physics, japan.handmade.electronics
なお：Fllowup-to: fj.enrg.elec としてみました。
また，文書を追加修正しておりまして，「電気伝導の公開実験－Ver.2」としまし
た。
＃電気に関係している方ならば，多くの方がご興味があるのでは？
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テーマ名：電気伝導の公開実験
サブテーマ名：電気エネルギーは空間を伝わる？
＃NHKで公開実験をしてもらいたいと思うのです。
もっと，煮詰めることが出来ればと思い投稿しました。
ご意見等をお願い出来ればと思います。（Ver.2)
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【引用】下記の，後カバーの文書から，引用しています。
講談社ブルーバックス B-436
「電波に強くなる やさしい電波技術入門」徳丸 仁（とくまる しのぶ）著
電気は２本の線に伝わるということは，。。。
電気が電波エネルギーとして２本の線の回りの空間を伝わって行く現象である
という表現になります。。。２本の線は，実は，単に電波を導く手段にすぎないので
す。
そこで，使用電波の波長に比べて極めて大きな金属版に小さな２個の穴をあけ，
そこに２本の銅線を通した構造を考えてみましょう。
２本の銅線に導かれた電波は金属板で反射されるため，
２本の線は金属版の向うまで続いていても，もはやそこに電流は流れなくなるので
す。
（参照：２０４ページ）」
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【周波数と波長，特性インピーダンスの復習】
光速度を，3x10^8 m/secとすると。v=fλから，
周波数f=100MHｚ(10^8Hz)の場合，波長は約λ=3m。
周波数f=80MHｚ ( 8^8Hz)の場合，波長は約λ=3.75m
【特性インピーダンス】
R+jwL ｜但し，それぞれ単位長当たりの
Zo＝√------- [Ω] ｜R:抵抗，L:インダクタンス，
G;jwC ｜G:線間コンダクタンス，C:線間静電容量
特性インピーダンスが周波数に依らず実数となる条件：LG=VR
VHF用（リボン）フィーダ線の特性インピーダンス：３００Ω
---
【実験機材】
１．発信器：１Hzから100MHz程度まで（サイン波／方形波，デュテ－50%）を発生可
能
具体例： HP/Agilent Technologies(社)製 3250A: 1uHz-80MHz, Ro=50Ω, 10Vpp
２．2本の線：VHFフィーダ線を利用：特性インピーダンス（300Ω）：追加工
３．金属版：銅版0.5t，３～１０m四方程度 ：追加工
４．受信側：（１）終端抵抗（特性インピーダンス値の抵抗器300Ω）とオシロス
コープ
（２）LEDと抵抗器（＊２：）（TVのデモ効果がねらい）
---
【実験回路】
｜銅版
┌────┐ ┌－－//－－[-<<-]－－//－－WWW－┐ ┌────┐
│オシロ │－－－－－－＜R ｜ R250Ω└－│発信器 │
│スコープ│－－－－－－＞300Ω DSUBピン ┌－│（FG） │
└────┘ プローブ └－－//－－[-<<-]－－//－－---－┘ └────┘
｜銅版
１）WWW抵抗器250Ωと，発信器主力抵抗50Ωの合計を
VHFフィーダ線特性インピーダンス300に合わせている。
２）受信側LEDの場合には，200Ω＋LED（シリーズ接続）とする。
(LEDの内部抵抗を２V，20mAで約100Ωとみなしている。）
---
【機材調整】
１）フィーダ線の加工：（穴を通して接続／切断可能にするため）
DSUBピンのオスピン／メスピン相当（バラで販売している）を利用して回路図
で示す様な接続可能な構造
２）銅版の穴加工：フィーダ線幅に合わせて2mmφ程度の穴加工
もし，銅版を分割して２枚構成とした場合には，実験時の銅版の接続には
胴タイト（３M社？）を利用できるかもしれない。
胴タイトは，銅箔テープ（凸凹している）に接着材を塗布したもの。
---
【公開実験】TV受けすることを考慮
１）発信器は１Hzと80MHｚ又は連続して変化させる。
２）実験の効果は，受信側のオシロスコープ波形とLEDの点滅又は点灯で確認。
３）フィーダ線を銅版の穴を通す場合と，銅版が無い場合
上記が基本ですが，次の様な条件での実験もしたら良いと思われる
2,1 銅版の端にフィーダ線を置く方法（空間の約半分が銅版）
2.2 フィーダ線のケーブルを銅版上にはわした状態：
この場合，銅版の下面を水槽の上に置いた状態の方が効果があるかもしれな
い。
---
＃ TVによる公開実験を前提に書いています。＃
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FM: H.Shiozaki
E-Mail: sio...@yahoo.co.jp
yayamamo
"H.Shiozaki" wrote:
> サブテーマ名：電気エネルギーは空間を伝わる？
このテーマ名ではダメでしょう。（新たに検証するまでもないので）
> 電気は２本の線に伝わるということは，。。。
> 電気が電波エネルギーとして２本の線の回りの空間を伝わって行く現象である
> という表現になります。。。２本の線は，実は，単に電波を導く手段にすぎないので
> す。
> そこで，使用電波の波長に比べて極めて大きな金属版に小さな２個の穴をあけ，
> そこに２本の銅線を通した構造を考えてみましょう。
> ２本の銅線に導かれた電波は金属板で反射されるため，
> ２本の線は金属版の向うまで続いていても，もはやそこに電流は流れなくなるので
> す。
これは、ホントなのでしょうか？
電気を電子の移動ととらえ、移動は銅線内の電界によるものと考えると
「金属板の向こうには電流は流れない」ってのは、考えにくいですが…
（そりゃ、銅線の周りに電磁波が発生したり、インピーダンスの変化や
自己誘導が起こったりはするでしょうけど）
ホントだとすると、直流や低周波数の場合を考えてみたとき、
この実験に使う金属板を非常に大きなもの（１辺1000kmくらい）に
した時、金属板の向こうに電流が流れるのは、金属板のこっち側から
1000km先をぐるっと回って金属板の向こう側に回り込んだ電波エネル
ギーのためなのでしょうか？
もしかして、私読み違えしてる？？
H.Shiozaki
引用部分の原文（カバー文書でなく本文から）を以下に記します。
件名を【電気伝導の公開実験-原文】として区別しやすくしています。
【参考資料】
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「電波に強くなる（やさしい電波技術入門）」
IX部４章：「電波障害は防げるか」
４節：制御障害
第二項：電磁誘導障害と光ファイバーケーブル
---203ページ から引用
私達は電柱や電線を見て育ちました。何の疑いも持たずに，電気は二本の線に伝わ
ることを知っています。これをもう少し専門的に表現してみましょう。そうすると電
気が電線を流れる現象は，実は電気が電波エネルギーとして二本の線の回りの空間を
伝播して伝わって行く現象であるという表現になります。この結論にはちょっと以外
に思われるでしょう。私達の見慣れた二本の電線は，実は単に電波を導く手段にすぎ
ないのです。
導線を伝わる電流や，そこで測定される電圧というものは，電波としてその空間を
伝わる電気エネルギーを単に表現する一つの表示方法に過ぎません。専門的には，電
流や電圧は，電波エネルギーの導線上での境界条件ということになります。
そこで，使用電波の波長に比べて極めて大きな金属板に小さな二個の穴をあけ，そ
こに二本の導線を通した構造を考えてみましょう。このとき，二本の導線に導かれた
電波は金属板で反射されるため，二本の線は，金属板の向う側まで続いていても，も
はやそこには電流は流れなくなるのです。(204ページ）
----以上は，完全な写しです（私目のミスを除いて）
上記の「 そこで。。。」以降が，後カバーの文書に，大体，同じ文で引用されおりま
す。さらに，後カバー文書を，私目が，（公開実験向けに，ほんの少し）書きな直し
たのが，電気伝導の公開実験-v2の引用部分です。
----
以前から，気になっていたことなのですが，
TVフィーダ線，HPの発振器（FG)，が私目の頭で結びついて，100MHz近辺ならば，波
長も約３mとなり，個人では難しいが，企業／研究所／大学なら実験の実現性がある
と思い立ったのです。
たしか，NHK番組で，（「おもしろ科学実験？」）アンテナの先にLEDがある携帯電話
の受信ランプが，おわん型の２個（パラボラアンテナの代わり）の間に複数台置き，
その位置により点灯したり点灯しない実験がありました。
この番組と先の思いつきを結びついたのが，今回の提案の趣旨です。
NHKで公開実験を受け付けてくれるかどうかは調べていないのですが，多くの賛同者
があれば，依頼できるのではと考えた次第です。
H.Shiozaki
あまりにも誤記が多いのでV2.01として再投稿しています。
みなさま，ご指摘有難うございます。
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「電気伝導の公開実験－Ver.201」20031013:誤記訂正，単位追加等
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クロスポスト先：fj.engr.elec, fj.sci.physics, japan.handmade.electronics
Fllowup-to: fj.enrg.elec としています。
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テーマ名：「電気伝導の公開実験」
サブテーマ名：「高周波の電気は，導線の回りの空間を伝わる？」
＃NHKで公開実験をしてもらいたいと思うのです。
もっと，煮詰めることが出来ればと思い投稿しました。
ご意見等をお願い出来ればと思います。
－－－－－－－－－－－
【引用】下記の，後カバーの文書から，引用しています。
講談社ブルーバックス B-436
「電波に強くなる やさしい電波技術入門」徳丸 仁（とくまる しのぶ）著
電気が２本の線に伝わるということは，。。。
電気が電波エネルギーとして２本の線の回りの空間を伝わって行く現象である
という表現になります。。。２本の線は，実は，単に電波を導く手段にすぎないので
す。
そこで，使用電波の波長に比べて極めて大きな金属版に小さな２個の穴をあけ，
そこに２本の銅線を通した構造を考えてみましょう。
２本の銅線に導かれた電波は金属板で反射されるため，
２本の線は金属版の向うまで続いていても，もはやそこに電流は流れなくなるので
---
【周波数と波長，特性インピーダンスの復習】
光速度を，3x10^8 m/secとすると。v=fλから，
周波数f=100MHｚ(10^8Hz)の場合，波長は約λ=3m
周波数f=80MHｚ ( 8^8Hz)の場合，波長は約λ=3.75m
【特性インピーダンス】
R+jwL ｜但し，それぞれ単位長当たりの
Zo＝√------- [Ω] ｜R:抵抗，L:インダクタンス，
G;jwC ｜G:線間コンダクタンス，C:線間静電容量
特性インピーダンスが周波数に依らず実数となる条件：LG=VR
---
【実験機材】
１．発振器：１Hzから100MHz程度まで（サイン波／方形波，デュテ－50%）を発生可
能なもの
具体例： HP/Agilent Technologies(社)製 3250A: 1uHz-80MHz, Ro=50Ω, 10Vpp
２．2本の線：VHFフィーダ線を利用：特性インピーダンス（300Ω）：追加工をしま
す。
３．金属版：銅板0.5t，３～１０m四方程度 ：追加工をします。
４．受信側：（１）終端抵抗（特性インピーダンス値の抵抗器300Ω）とオシロス
コープ
（２）LEDと抵抗器（＊２：）（TVのデモ効果がねらい）
---
【実験回路】
｜銅板
┌────┐ ┌－－//－－[-<<-]－－//－－WWW－┐ ┌────┐
│オシロ │－－－－－－＜R ｜ R250Ω└－│発振器 │
│スコープ│－－－－－－＞300Ω DSUBピン ┌－│（FG） │
└────┘ プローブ └－－//－－[-<<-]－－//－－---－┘ └────┘
｜銅板
１）WWW抵抗器250Ωと，発振器主力抵抗50Ωの合計を
VHFフィーダ線特性インピーダンス300Ωに合わせている。
２）受信側LEDの場合には，200Ω＋LED（シリーズ接続）とする。
(LEDの内部抵抗を２V，20mAで約100Ωとみなしている。）
---
【機材調整／追加工】
１）フィーダ線の加工：（穴を通して接続／切断可能にするため）
DSUBピンのオスピン／メスピン相当（バラで販売している）を利用して回路図
で示す様な接続可能な構造
２）銅板の穴加工：フィーダ線幅に合わせて2mmφ程度の穴加工
もし，銅板を分割して２枚構成とした場合には，実験時の銅板の接続には
接着材付き銅箔テープ
３M社：http://www.mmm.co.jp/electrical/emc/index.html）の
http://www.mmm.co.jp/electrical/emc/index13.html が利用可能と思われま
す。
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【公開実験】TV公開実験でデモ効果が有るよう考慮したいです。
１）発振器は１Hzと80MHｚ，又は，連続して（とびとびの）変化させる。
２）実験の効果は，受信側のオシロスコープ波形とLEDの点滅又は点灯で確認。
３）フィーダ線を銅板の穴を通す場合と，銅板が無い場合
上記が基本ですが，次の様な条件での実験もしたら良いと思われる
2,1 銅板の端にフィーダ線を置く方法（空間の約半分が銅板）
2.2 フィーダ線のケーブルを銅板上にはわした状態：
この場合，銅板の下面を水槽の上に置いた状態の方が効果があるかもしれな
CHIKARAISHI Hirtaka
In article <3F8A2460...@rr.iij4u.or.jpjp>
yayamamo <yaya...@rr.iij4u.or.jpjp> writes:
>ホントだとすると、直流や低周波数の場合を考えてみたとき、
>この実験に使う金属板を非常に大きなもの（１辺1000kmくらい）に
>した時、金属板の向こうに電流が流れるのは、金属板のこっち側から
>1000km先をぐるっと回って金属板の向こう側に回り込んだ電波エネル
>ギーのためなのでしょうか？
空隙をなくすと、、、、伝播しませんよね。
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力石 浩孝 Email:hchi...@nifs.ac.jp
核融合科学研究所 【509-5292 岐阜県土岐市下石322-6】
Tel: 0572-58-2130 Fax: 0572-58-2616