モーターの赤ちゃんをつくろう １９ 小学館アカデミー じしゃく かんでんち 宮崎由美子 みぢか ざいりょう エナメル線・磁石 ・乾電池 からシンプルなモーターをつくります。 身近 な 材 料 とく ひだりて ほうそく せいりゅうし げんり ふうからフレミングの 左手 の法則 と、モーターに 欠かせない整流 子 の原理 が学べま かいてん す。シンプルなしくみですが、とてもよく回転 します。 ●準備するもの ちょっけい まるがた ・エナメル線（ 直 径 0.4mm）40cm たん かんでんち じしゃく ・丸型 フェライト磁石 4 個 かたはし ・単 3乾電池 1 個 の ・ゼムクリップ（片端 を引き伸 ばし、先を丸めたもの）2 個 せんたく ・洗濯 ばさみ 1 個 ・紙やすり（2cm×3cm） ・アルミホイル（2cm×4cm） ・ビニールテープ 図1 ８㎝ ４㎝ ●体験の手順 ひだりはし みぎはし ひ ま く ひ ま く ひ ま く 被膜が は が れ てい る 被膜が は が れ てい る １）エナメル線の 左 端 8cm と右端 4cm の被膜 を紙 ８㎝ やすりを使ってしっかりはがします。 りょうたん ２）エナメル線の 両 端 をそれぞれ 8cm ずつ残し、 かんでんち ぬ 乾電池 のまわりに 5 回まきつけてから抜 き取り、コイ ルをつくります。（図 1） 図２ ① ま き つ ける りょうたん ３）エナメル線の 両 端 をそれぞれ 2 回ずつコイルにまき ② ねじる りょうたん 付けます。このとき、エナメル線の 両 端 がコイルの円 いっちょくせんじょう ちょうせい の中心を通る 一 直 線 上 にあるように 調 整 します。 （図 2①） りょうたん ４）エナメル線の 両 端 8cm をそれぞれ半分の位置で U の 図３ アルミホイル 字に曲げて 10～12 回ほどねじります。（図 2②） ル の ５）2 個のゼムクリップの伸 ばしてある方の先にアルミホイ ルをまきつけます。 かんでんち ビニール テープ ビニールテープで固定 る ６）ゼムクリップのアルミホイルをまいた部分を 乾電池 のそれ 図４ きょく ぞれの 極 にビニールテープではりつけます。（図 3） せんたく ゼムクリップ ４ ７）洗濯 ばさみでビニールテープの上からゼムクリップと かんでんち で ん ち せっしょく 乾電池 全体をはさみます。（電池 とゼムクリップの 接 触 をよ くするため） かんでんち まるがた じしゃく ８）乾電池 の下に丸型 フェライト磁石 を 4 個つけます。 かいてん ９）ゼムクリップにコイルを乗せて指でそっとはじき回転 させましょう。（図 4） 洗濯 ばさみ フェライト 磁石 フ レ ミ ング の 左手 の 法則 ●かいせつ じしゃく じしゃく じ か い 磁石 のまわりには、磁石 の力がはたらく磁界 があり、 きょく きょく じ か い でんりゅう N 極 から S 極 に向かいます。磁界 の中で 電 流 が流れると、 ひだりて も の を 動 か す 力 が 生 ま れ ま す 。（ フ レ ミ ン グ の 左手 の ほうそく 法則 ） でんりゅう ひ ま く エ ナ メ ル 線 の 外 側 は 電 流 を 通 さ な い 被膜 で お お わ れ て でんりゅう ひ ま く いるので、電 流 を通すためにはこの被膜 をはがさなくて （向力 手きの 前 は 向 た き ら ） く （電 下気 向の き向 ）き 磁界の向き （右向き） 被 膜な し はなりません。 ひ ま く 初めにエナメル線の左 8cm、右 4cm の被膜 をはがしたの ひ ま く 被 膜あ り で、コイルの左側はすべて被膜 がはがれていて、右側は ひ ま く たが ちが 被膜 のある部分とない部分が互 い違 いになっています。 ひ ま く じしゃく 被膜 のない部分がゼムクリップにふれているとき、磁石 でんりゅう の 力 の 向き と 電 流 が 流 れ る 向 き は 右の 図 の よ う に な る ひだりて ほうそく や じるし ので、フレミング左手 の法則 により矢 印 の方向にコ 力 イルを動かす力がはたらきます。 はんかいてん こ の 力 に よ っ て コ イ ル が 半回転 す る と 、 エ ナ メ ル 線 の ひ ま く 被膜 のある部分がゼムクリップにふれていることになり、 力 磁 界 の 向 き N 電 流 の 流 れ S でんりゅう 電 流 が流れずコイルに力がはたらかないので、最初には はんかいてん ひ ま く たらいていた力のいきおいだけでもう半回転 します。するとまた被膜 のない部分が でんりゅう ゼムクリップにふれるので、 電 流 が初めと同じ向きに流れて コイルに最初と同じ かいてん 向きの力がはたらきます。このくり返しによってコイルは 同じ向きに回転 し続けま す。 ？ところで、エナメル線の右端 も、 左 端 と同じように被膜 をすべて みぎはし ひだりはし ひ ま く 電流の流れ はがしていたらどうなるのでしょうか。 はんかいてん じしゃく 最初にはたらく力でコイルが半回転 したとき、磁石 の力の向き でんりゅう に対して 電 流 の流れる向きが先ほどとは逆になるので、力の かいてん はたら く向 きも反 対に なって しまい コイ ルの 回転 も反対 にな コイルが半回転したと き電 流 が流 れ ると･･･ かいてん ります。これでは、同じ方向に回転 し続けることができません。 ひ ま く このモーターでは、エナメル線の被膜 がある部分とない部分が たが ちが じ か い でんりゅう 電流の流れ 互 い違 いになっていることによって磁界 に対する 電 流 の方向を せいりゅうし 一定にそろえています。このようなしくみを整流子 といいます コイルの下の部分では 電流 の 向き が 逆に な る ●気をつけよう つ ・エナメル線やクリップの先で目などを突 かないように注意しましょう。 で ん ち ・電池 、ゼムクリップ、コイルを長い時間つないだままにしていると、ゼムクリップ あつ やコイルが熱 くなることがあるので、やけどに注意しましょう。 じっけん で ん ち ・実験 をしないときは電池 をはずしましょう。 じ しゃく けいたい で ん わ ・とても力が強い磁 石 なのでパソコンや携帯 電話 に近づけないようにしましょう。 ●くわしくしらべてみよう 日本ガイシ HP NGK サイエンスサイト「家庭でできる科学実験シリーズ」 http://site.ngk.co.jp/ （ ） し
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