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指先の魔法 ―『磁気制御ランプボックス』からセンサーへの扉を開く
PHYS1002S-PEP-CNLesson 5
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スイッチに触れることなく、磁石を近づけるだけで灯りが点く――これは魔法ではなく、センサーの傑作です。現代技術の「感覚器官」として、センサーは圧力、光、磁場などの電気以外の物理量を感知し、その変化の法則に従って処理しやすい電気信号に変換します。

磁石Bドライリードスイッチ:磁場を回路の通/断に変換

核心的な認知ロジック

  • 変換の本質:物質の物理的性質(磁化、抵抗率、コンデンサの極板間隔など)が環境に応じて変化する法則を利用します。たとえば、ドライリードスイッチは簧片の磁化により引き合って接続することで、「磁気信号 → 回路の通/断」を実現します。
  • 臨界状態:多くのセンサーは状態の急激な変化に関与しており、例えば感温フェライトは103℃(キュリー点)になると磁性が消失します。これが自動制御の重要な論理ポイントです。
  • 多様なマッピング:音波の振動による位置変化(キャパシタマイク)、電磁波の反射による距離測定(レーダー)など、あらゆるものが信号化可能です。