電機子反作用を「見る」ことができるAR教材の開発

开发让你“看到”电枢反应的AR教材

• 批准号: 16H00240
• 负责人: 川端 明洋
• 金额: $ 0.35万
• 依托单位: Anan National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16H00240/
• 关键词: AR; 電機子反作用; 教材

直流発電機の動作原理を解説する際, 電機子反作用はわかりやすく説明することが難しい現象のひとつである. それは回転運動に連動して発生する電流の流れ, および磁束変化を3次元で捉える必要があるためである. そこで現実世界で見えない電流, および磁束の動きを3次元で可視化したAR教材の開発を行った.電機子反作用を3次元動画で表現するために3DCGソフトウェアを使った. 電流は導線を進行方向に垂直な縞模様とし, 模様を動かすことで流れを表現した. 磁束も同様に進行方向と垂直な縞模様で表現し, 模様を動かすことで表現した. 磁束は回転機構部全体で発生するため機械構造が見えなくなる. そこで透過率を調整することでこの問題を回避した. 回転に必要なトルクはフレミングの法則が作用している導線部に矢印を描くことで表現した. 向き, および強さはそれぞれ方向, 長さで表現した. さらに電機子反作用による影響として整流子から火花が発生する様子, 補極を設置することで磁束の傾きを修正できる様子も重畳表示した.AR教材の開発により電機子電流により磁束が発生し, 主磁束と干渉することで主磁束が傾く様子を回転運動のなかで見ることができるようになった. 火花が発生するまでの過程も表現されているため明確な説明が可能となった. このことは電機子反作用を解説する際AR教材を利用することは学習者の理解の支援に寄与できることを示唆している. よって今後「直流分巻電動機・発電機の特性実験」の単元で本AR教材を使い教育効果を確かめていく必要がある.

DC motor action principle is explained, motor reaction is explained, difficult phenomenon is explained. The electric current generated by the backward motion of the magnetic beam is necessary for the three-dimensional detection. The development of AR teaching materials in three dimensional visualization is carried out. Motor reaction 3D animation performance 3DCG solution The current is conducted in a direction perpendicular to the normal direction. The magnetic beam moves in the same direction as the vertical mode, and the mode moves in the same direction. The magnetic beam return mechanism unit as a whole is produced by mechanical structure. The transmission rate is adjusted. The law of return must be applied to the guide line. To the fifth, the strong and the strong, the strong and the strong, the strong and the strong. The effect of motor reaction on commutator, spark generation and compensation pole setting on beam tilt correction is reflected in the component weight.AR teaching material development on motor reaction current, beam generation and main beam tilt motion. The process of spark generation is clearly explained. This article discusses how to use AR teaching materials to support learners 'understanding. From now on, the unit of "Characteristics of DC Sub-motor and Motor" will be published in this AR teaching material to ensure the educational effect.