発電の実験：電力を数千円以下で測定する方法は？

質問

親戚の子どもと、ミニ四駆のモーターを使って発電の実験をしたいと考えています

ありがちな豆電球をつけるよりも
どうせなら電力が何W出力されてるか調べた方が
最近の原発問題も一緒に考えれるので
社会の勉強にもなるかなぁと思いました

ですが、調べると電力を測定するのには何万円もする機材を
買わなければならないみたいで困っています
http://hioki.jp/power.html

家庭用の簡易電力計というのもあったのですが
これはコンセントをささないと使えないみたいだし
そもそも、これで発電量を測定できるのかもわかりません
http://www.monotaro.com/p/4107/2552/?gclid=CPPcte2vybMCFYRapQodoE8ADQ&utm_medium=cpc&cm_mmc=Adwords-_-cpc-_-%28not+set%29-_-%28not+set%29&utm_source=Adwords

何かいい方法はないでしょうか？

回答No.5

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk） · ベストアンサー

>出力＝（自由に設定出来る離散化単位電圧）×（デジタル入力）
>具体的にはどうすればいいのでしょうか？

すみません、D-AではなくA-Dでした。

技術的には測定側の回路とアイソレーションしなければならないので、電圧と電流(参照抵抗を通過する電圧など)をOPアンプ(耐圧に注意)を使って切っておくということを忘れずに。倍率も、後段のICの電源電圧よりも低くなる様に設定する。

その後はそれぞれD-A変換用のIC、乗算回路(IC)を構成します。
A-D変換ICは大概ICの電源電圧をbitで分割するので、例えば電源電圧が5Vで8bitなら、分解能は5Vを256で割った約20mVが離散化単位電圧になります。乗算回路ではこれらの電圧(電流は電圧に換算されている)を掛け合わせた電圧が出てくるので、テスタか何かで電圧値を読み取れば良いだけです。(時間的に変化する電力は、テスタの実効値測定で測定できます。)

ちなみに、電源は電池でOKでしょう。+と-を作りましょう。パスコンを忘れずに。

お礼

迅速かつ丁寧なお返事ありがとうございます

どうも私の知識では不可みたいです
それが分かっただけでも御の字です
自分でやろうと試行錯誤する時間を節約できます

ありがとうございました

回答No.6

fxq11011

電圧計と電流計それに抵抗値のわかっている負荷（抵抗）、多分交流出力の発電機と思うので、ブリッジ型の全波整流器（ダイオード４本組み合わせただけ）があればあとはオームの法則で。
発電機、整流器、整流器＋側、電流計、（電圧計＋側）、抵抗（電圧計－側）、整流器－側とつなぎます（電圧計は抵抗に並列接続）。
注　整流器で若干の損失がありますので、ほんの実験程度の精度
電流計、電圧計の数値を読み取り
電力W＝電流×電圧（直読はできませんが・・・・）

回答No.4

dsdna

＞何かいい方法はないでしょうか？

　電磁石つないで、持ち上げられる金属の重さ（クリップ何個分とか）の違いを調べたらいいと思うよ。
　流れる電流の強さによって磁力は変わります。諸々の事情により正比例しないと思うけど。
　「早くモータを回せば豆電球がより明るくなります」でもいいけど、光度計がないとどのくらい明るくなったのか分かりづらい。「早くモーターを回せばくっつくクリップの数が増えました」だと数で比べられるから、まだ分かりやすいかも。
　クリップはなるべく小型のものの方が、より細かく調べられると思うよ。

お礼

なるほど、それなら視覚的に分かりやすいですね
代替案の１つにさせていただきます

回答No.3

noname#231223

発電量＝消費電力量ですから、負荷が純抵抗で既知ならば電圧計だけでも計算は可能です。

家庭用の簡易電力計を流用するには、入力側に発電機、出力側に負荷をつなぐだけですが・・・電圧がrmsで100V±10%以内程度になるように発電しないとちゃんと動かないでしょう。ちょっとした自由研究レベルでは難しいでしょうね。

お礼

難しいですか～知識を身につけないと厳しいですね
ありがとうございました

回答No.2

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

自作しては？

電流と電圧をD-A変換して乗算回路に放り込めば良いだけです。

補足

ウィキペディアで意味はわかりました

出力＝（自由に設定出来る離散化単位電圧）×（デジタル入力）

具体的にはどうすればいいのでしょうか？

回答No.1

k_kota

テスター2つで足りると思いませんかね。
抵抗に繋いで流れてる電流と掛かってる電圧を測れば終わりです。

と、思ったのですが、抵抗値が既知なら電圧か電流のいずれか一方でOKでした。

これで意味が分からないなら、豆電球で良いと思います。

補足

他の質問でこんな方法を紹介していたのですが
扇風機をミニ四駆のモーターに換えても大丈夫でしょうか？

扇風機とテスターがあれば、出来ます。
扇風機のコンセントを抜いて、プラグにテスターの端子をつけ、扇風機を手で回し、何ボルトの電圧が何アンペア流れるか測定します。発電量は、ボルト×アンペア×まわしていた時間(時)=ワット時 で計算できます。
測定中は、絶対にコンセントにプラグを差し込まない事です。