WISDOM96 11th 〜竹フィラメントの電球

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私たちWISDOM96の第１１回目の取り組みとして、「竹フィラメントを使った電球つくり」に取り組みました。
　これは、エジソンが一番はじめにつくったといわれる電球と同じタイプです。しかし、竹のフィラメントをつくるのが結構大変なのです。
　【Niftyserve　教育実践フォーラム　理科の部屋】で、大阪市立工芸高等学校の山田善春先生が、フィラメントを簡単につくる方法として、【タンマン管】というものを使う方法を公開してくださり、それに則った形で実践してみたものです。　
　

1. 竹ばかりではなく、フィラメントに適当な素材を探します。
2. タンマン管の中に素材をいれて、フィラメントにします。
3. 窒素ガスを充填した容器にフィラメントをセットします。
4. あとは電流を流せば・・・。

【タンマン管を入手する】
これがタンマン管です!10k jpg
今回使った道具（一部）27k jpg

わずかこれだけの道具で作成することができます。あとはビーカーと窒素ガスですね。

【グラファイト化】
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タンマン管を使わなければ、そう簡単にはできない作業がこれです。
パイレックスの試験管などでも可能なことは可能でしょうが、スピードにしても出来上がりにしても絶対的にすばらしいものです。
中にいれた物と加熱部分に注意しましょう。
またアルミフォイルで蓋をするのを忘れないように。
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バーナーの音がかなりですから、ビビッテしまいますが、別に慣れてしまえば簡単です。

【電球の容器をつくる】
おそらく一番簡単な方法は、ビーカーをひっくり返してかぶせる方法です。
今回は、もうすこし密封度を高められないだろうかということで、ワンカップの容器と本当の電球の部品を使うことを考えつきました。

【ワンカップ方式】
12k jpg作成中
13k jpg出来上がり


これは水も漏れないのですから、かなりの密封度ですね。
ただし作業はどうでしょうか？
中身もね・・・(^^ゞ。
　

作成中

【ガスの充填】
16k jpg ワンカップタイプの容器を使って、ガスを充填して実際に点灯してみることにしました。
ガスは、ボンベ入りの窒素ガスです。
もちろん、炭素と酸素が反応して燃焼してしまうことを防ぐためです。

【配線して電流を】
15k jpg あとは、電流を流せばOKです。しかし、竹フィラメントは非常に弱いので一苦労です。
コネクト部分を工夫する必要がありますね。

【点灯しました】
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ついに、竹フィラメントの電球が点灯するときがやってきました。
エジソンの気分です。
どのような明かりなのでしょうか？

【他の素材でフィラメントを】
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無謀にもテスターで抵抗値を測定
もちろん抵抗値が安定してはかれるはずもありませんでした。
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エジソンが竹フィラメントをかなりの試行錯誤の結果選んだようですね。
他の物ではだめなのでしょうか？
マッチの軸・ご飯粒・なぜか偶然持っていたという素麺（なんで？？）を使ってフィラメントをつくってみました。
やはり竹のフィラメントが、細工のしやすさや強度の面では優位という気がするのは、気のせいでしょうか？

【気体の窒素以外で】

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気体の窒素でなくても、うまくいくのではないか？ということで、液体窒素の中で実験をしてみました。
この実験には、【電球利用タイプ】の電極を使いました。
タングステンのフィラメントをはずして、そこに竹フィラメントをつけます。

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外側に、三角フラスコを準備してやってみました。
しかし、液体窒素の沸騰の振動によって、フィラメントが簡単にはずれてしまいます。
今回は、時間の関係で断念です。

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沸騰の振動に耐えることができるように、かなり強烈にフィラメントを固定しました。
たぶんこれで何とかなるでしょう。

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何とも不思議な感じです。白いもやもやした状態の中で、鮮やかに光ります。
その温度の差は相当ですから、当然沸騰の様子もすごいです。
でもちゃんと光るんですね。
新しい液体窒素の使い方ですね。
これは鉛筆の芯でもできるでしょうから、液体窒素を買ったときには是非この実験もやってみましょう。

Editor:HIROYUKI Aono@Nopporo Junior High School