夏休みの理科工作(その2) E-53 No111 08年8月鵜14日(木)
(0)ファラデー・モーター
(1)準備
ダイソーで5個100円の磁石を買ってきます。(写真)
磁石をばらしてから、アルミの小鍋を使って水煮し、磁石本体をプラケースから分離離します。ケースが磁石より膨張しやすいので、はがし易くなるのです。やけどしないように注意します。
磁石を2個で糸を挟んで吊り下げると、磁石は南北を指すので、N極をマジックで赤く塗っておきます。
長さ3〜4cmの釘の頭(金槌でたたく方)に磁石(1個)のN極をつけます。
単3乾電池のプラス極に、釘の尻(尖った方)をつけて吊します。磁石で釘が磁化して、電池の電極が鉄でできているので、つくのです。、
アルミホイルを幅1cm、長さ20cm程度に切ったものを、導線として使います。
(2)実験
乾電池を左手で持ち、釘・磁石を吊るし、アルミホイルの一端を左手の親指で、乾電池のマイナス極に押さえつけます。
右手で持ったアルミホイルの他端を、磁石か磁石のすぐ上の釘に接触させると、釘・磁石が回ります。写真では、右手にカメラを持っているので、アルミホイルが釘・磁石に触れるようにしてあります。(パンチの穴をあけて釘・磁石に通すとか)
(3)注意
ショート回路なので、連続した長い時間は作動させないようにします。
マイナスの電極にはアルミホイルをしっかり接触させます。上述のように、強い電流が流れるので(危険はありません)発熱することがあります。
釘の尻が乾電池の電極の隅についていると摩擦が大きくなって回りません。
(4)発展
磁石を逆にしてみましょう。
乾電池を逆にしてみましょう。
フェライト磁石(酸化鉄なので電流は流れない)をアルミホイルで包んで伝導性を持たせて使ってみましょう。
(5)いささかの理論
電磁力がはたらく方向・向きに関する<フレミングの左手の覚え方>があります。
左手を親指(1指)、人差し指(2指)、中指(3指)を互いに直角になるように伸ばします。この順にFBIとします。Fは力、Bは磁場、Iは電流を表します。指と絵の写真を見比べてください。
今、釘の右側で考えます。電流は下向きに流れるので、3指を下に向けます。磁力線は磁石のn極から出て、釘から右手に出ているので、2指を水平に右向きに伸ばします。そうすると電流は1指の方向・向き、つまり、手前に力を受けます。同じことを、釘の左側で検討すると、電流にはたらく力は向こう向きです。この結果、釘・磁石は、上から見て時計回りに回転します
(6)HPのファラデー・モーターの項を参考に。