VoltLab 電気実験台
電気の仮想実験台：回路を自由に組み立て、電流・電圧と素子の状態をリアルタイムで観察でき、計器による測定とデータ記録ができます。
章の内容
直列と並列の回路
小電球3個で直並列回路を作り、スイッチの開閉による各電球の明るさと電流の変化を観察します。
オームの法則を調べる
可変抵抗器で固定抵抗の両端の電圧を変え、U、I を何組か記録し、U-I グラフを描いて抵抗を求めます。
電源の起電力と内部抵抗を測る
電圧計と電流計で古い乾電池1個（E=1.5V、r=1Ω）を測り、U-I グラフの縦切片から E、傾きから r を得ます。
小電球の電圧電流特性曲線を描く
可変抵抗器を分圧式につなぎ、電球の電圧を 0 から調節して、曲がった U-I 曲線を得ます。
RC 回路の充放電
単極双投スイッチでコンデンサの充電と放電を切り替え、オシロスコープで指数曲線を観察し、時定数は τ = RC = 1 s です。
電流を切ったときの自己誘導
電球と大きなコイルを並列につなぐと、スイッチを切った瞬間に電球が一度明るく光ってから消えます。
LC 振動回路
先にコンデンサを充電し、次にコイルへ切り替え、電場のエネルギーと磁場のエネルギーが互いに移り変わる減衰振動を観察します。
ブリッジ整流とコンデンサによる平滑
ダイオード4個で整流ブリッジを作り、50Hz の交流を脈流にします；平滑用コンデンサをつなぐと波形がなめらかになります。
ホイートストンブリッジによる抵抗測定
R3 を調節して検流計の示度をゼロにすると、ブリッジ平衡時に Rx = R2·R3 / R1 です。
RLC 直列共振
信号源の周波数を変えると、f₀ = 1/(2π√LC) ≈ 503 Hz で電流が最大になり、コンデンサ電圧は電源電圧を大きく超えることがあります。
変圧器の原理
一次・二次コイルの巻数比は 2:1 で、交流電圧計は実効値を示し、U₁/U₂ = n₁/n₂ を確かめます。
ダイオードの一方向導電性
1 Hz の交流が逆並列にした赤・緑 LED の一対を駆動し、2つのランプが交互に光ります。
トランジスタ式の光センサー街灯
光依存抵抗とトランジスタで光制御スイッチを作ります：暗くなると LED が自動的に点灯します。
直流モーター
モーターの始動電流の衝撃、逆起電力、および負荷が回転数と電流に与える影響を観察します。
短絡とヒューズ
短絡スイッチを閉じると電流が急増し、ヒューズが溶断して回路を保護します。
ツェナーダイオードの定電圧回路
ツェナーダイオードは逆方向降伏のあと両端電圧がほとんど変わらず、電源電圧が大きく変動しても負荷電圧は 5.1V に安定します。
ジュールの法則の探究
等しい質量の灯油を入れたフラスコが2つあり、抵抗線 5Ω と 10Ω を直列にして、同じ時間における温度計の示度の上昇を比べます。
導体の抵抗の大きさに影響する要因の探究
4本の抵抗線は材料・長さ・断面積がそれぞれ異なり、順に回路へつないで電流の大きさを比べます。
回路計の使い方
オームレンジで抵抗箱の抵抗を測り、直流電圧レンジで組電池の電圧を測ります；計器のつまみをクリックしてレンジを切り替えます。
電磁石の磁力の強さに影響する要因
可変抵抗器を動かして電流を変え、電磁石が引きつけるピンの本数を観察します；巻数を変えたり、鉄心を抜き出したりもできます。
太陽電池で駆動するモーター
スタンドライトが太陽電池パネルを照らし、生じた電気エネルギーが小型モーターを回します；照度を変えて回転数・電圧・電流を観察します。
空の実験台
実験台を空にし、左側の部品ライブラリから、自分の回路を自由に組み立てます。