簡易静電気メーター

2023/2/13 : SMD版回路図の VR1 と VR2 の定数が逆だったのを修正しました。

概要

静電気の極性とレベルを正負それぞれ5段階で表示できる簡易式の静電気メーターです。

秋月にあるディスクリート部品だけで作ることができ、静電気の実験や教育に使うことができます。

回路

スルーホール版と表面実装版をそれぞれ作ってみました。動作原理はどちらも同じです。

1. アンテナが帯電することで MOS-FET のゲートに電荷が流入し、ドレイン-ソース間が導通する。
2. 直列接続されたダイオードの順方向電圧降下により、耐電のレベルに応じてトランジスタがオンになり、LED が光る。

重要なのは MOS-FET の選定で、ゲート漏れ電流が十分小さく、ゲートON電圧などの特性が近いペアを使用する必要があります。漏れ電流が大きいものを使用すると表示が不安定になったり、感度が弱くなったりします。

スルーホール版

SMD版

作例

SMD版はアンテナが裸の銅板になってますが、丸い形状の導体を使用し表面を絶縁した方がいいと思います。

使い方

調整

1. リセットスイッチを押したまま以下の操作を行う
2. 感度を最大にする
3. 正負のバランスを合わせる
4. 両方が消えるか消えないかくらいまで感度を下げる
5. リセットスイッチを離す

測定

帯電した物体にアンテナを近づけます。

アンテナを物体に直接当てないでください。MOS-FET が壊れる可能性があります。

動作の様子

ウィムズハースト起電機の近くに置いて動かした様子です。