先日、マイクアセンブリを設計する際に、思わずエレクトレットコンデンサマイクカプセルに手を伸ばしたんです。 正確には、この小さな円筒形のマイクロフォンは、比較的小さな価格の割に非常に高品質です。
注文を出すときに、私は生まれて初めてある考えを持ちました。
コンデンサーマイクを説明するのは簡単です。 コンデンサーは、振動板として機能する非常に薄い導電性シートで形成され、別の導体（通常はメッシュの一部）の前に取り付けられているのです。 音波によって振動板が振動し、この振動によって振動板とメッシュの間の静電容量が変化します。
この静電容量を非常に高いインピーダンスのRC回路に組み込んで高い電圧をかけると、その上にほぼ一定の電荷が置かれることになります。 電荷は一定なので、静電容量を変化させると微小な電圧変動が起こり、それがマイクからの音声信号として取り出せるのです。
私が小銭で買ったエレクトレットコンデンサマイクはコンデンサマイクですが、なぜ高圧電源はないのですか。 その答えは、振動板を構成する材料にあります。エレクトレットは、それを維持するための高電圧電源を必要としない永久電荷を運ぶ材料なのです。 エレクトレットマイクロホンは、他のコンデンサマイクロホンと全く同じように動作しますが、エレクトレットダイアフラム上の永久電荷は、それを横切る回収可能な電圧を生成するのに十分です。
エレクトレット・コンデンサ・マイクロホンが何であるかという質問に答えたが、より根本的な質問が残っている：エレクトレットとは何なのか？ 電荷を永久に保持する物質なんてありえない。 ウェブで検索してみると、そう考えている人たちがいるようだ。エレクトレットには、静電気をフリーエネルギー源として利用する方法を探している「オルタナティブ・シンカー」たちが集まっているようだ。 明らかに有意義な情報が必要であり、そのために、オンラインで教材を公開している多くの化学や物理の講師のところへ向かいました。 3277>
双極子を含む分子でできた固体は静電気を持たないが、これはそれらの双極子がランダムな順序で並んでいるため、電荷勾配が発生しないことによる。 しかし、もし固体中のすべての分子が、双極子が同じ方向に走るように並べることができれば、負と正に帯電した端が背中合わせに配置されることになるのです。 電池の例えが重要なのは、双極子がどのように整列して統一された電荷勾配を作るかを視覚化するのに役立つ程度で、実際の電池のように動作する印象を与えるものではないことです。 エレクトレットが持続的な電荷を持つためには、絶縁体でなければならない。もし導電体であれば、電荷は単に伝導して中和されてしまうからだ。 したがって、エレクトレット材料から電流を流すことはできず、ウェブ上の代替思想家のフリーエネルギーの夢は必然的に無に帰すことになります。
Electret DIY
エレクトレット材料が何であるかを知ったところで、自尊心のある Hackaday 読者の次の質問は「どうしたら作れるか」であるべきです。 その答えは驚くほど簡単で、自分でも作れる可能性があると聞けば、きっと喜ぶことでしょう。 双極子を持つ分子を含む固体を溶かし、大きな電場の存在下で冷やし固めるのです。
エレクトレットを作るには、さまざまな材料が使われますが、一般に入手可能なポリマーも含まれます。 また、石英をはじめとする天然由来のエレクトレットや、カルナウバワックス、蜜蝋、ロジンなどの天然物質から作られたエレクトレットもあります。 この PDF には、いくつかの材料と、特にポリマーのリストがあります (5ページ)。
エレクトレット材料を自分で作ろうと決めたら、数セントのマイクロフォンを苦労して複製する以外に、どんな使い方ができるでしょうか。 Googleの特許を検索してみると、圧倒的に音響用途が多く、マイク、トランスデューサ、補聴器などがずらりと並んでいます。 しかし、エレクトレットが持つ電荷によって、空気中の塵埃を捕捉するエアフィルターなど、いくつかの用途もある。 また、Wikipediaのエレクトレットに関するページでは、コピー機での使用について触れられていますが、いずれも他の用途についてはあまり情報がありません。 家庭でのエレクトレット製作は、できることならやってみたいという好奇心のひとつと捉えたほうがよいかもしれません。
もしエレクトレットをうまく作れたら、ぜひとも記事にして、私たちのTips Lineに投稿してください。 エンジニアズ・ガレージ(5781)