ＹＰＣ（その８）　　E-57   No116     2008年9月18日（木）

 

 

　　YPC 2月例会(第8回)   神奈川学園中・高   08年2月17日(日)  

 

    ファラデー・モータ

 

(1) イントロ

  数年前, 青少年のための科学の祭典(全国大会)の兵庫教育大の実験コーナーで学んだファラデー・モ−タを発展させた.

(2) 装置

  乾電池, 鉄釘, 磁石, 導線で，直列的に回路を閉じただけの簡単なもので, 原理的にも分かり易く, 優れている.

  ネオジム磁石の表面が金属でメッキされていて, その電気伝導性を利用したものである.

(3) 実験の内容

  いろいろな磁石を回して遊ぶ.

    慣性モメントの小さいものを使う.

    間に1円硬貨を入れる. コーヒー缶を回す. 磁石の伝導性の有無, フェライト磁石をアルミホイルで包む.

    左右どちらにも回転させる.

    電源を逆にする, 磁石を逆にする.

    磁石を2つ使う, 磁束線はどうなっているか.

　　電流が存在する範囲の, IBの積分効果が効いてくる. 従って, 磁石の下にも釘をつけると, その部分のIBの積分効果は,

      回転に関して逆にはたらく.

    LEDを点灯させる.

    磁石を斜向きにつける, 3段アンプを使う.

    磁石を横向きにつける. 　

    電池を回す.

    電池の中には電流はあるが，磁束場はどうなっているか．電池の側壁のスチ ールの部分がどうはたらいているか．　   

    質量の関係ではなさそうだ. 単4, 単5でもだめ,

(4) 実験の注意事項

  フレミング左手の覚え方:釘の位置で, 磁石の位置で. 磁束線を見る. 添付図.

  電池:アルカリ乾電池, 単1乾電池, 弱った単3を2本直列にして.

 「導線」としては, 細く切ったアルミホイルの切り口がギザギザになっているのがよいように感じるが?
＜ファラデー・モーター＞の項参照　

ファラデーモーター　石井さんの発表
　石井さんは、科学の祭典で学んだファラデー・モ−ターの実験をさらに発展させ考察を深めた。
　この実験装置は乾電池、 鉄釘、 磁石、 導線と、直列的に回路を閉じただけの簡単なもので、 原理的にも分かり易くて優れている。最初の発想としては、ネオジム磁石の表面が金属でメッキされているので、その電気伝導性を利用してモーターが作られたのもと思われる。ところが、電気伝導性のないフェライト磁石を使っても、釘の部分で回路を閉じればモーターは作動する。磁石の磁力線が電流を横切って釘から外へ出ているからだ。
　

　この釘の部分から磁力線が出ているのであれば、磁石の下に別の釘をつければ、そこでは、 外から釘へ磁力線が入ることになる（Ｂの向きが逆になる）ので、そこから電流を取り出せば、モーターは逆転するはずだ。ところが、 そうならないのは、そこまでの　電流Ｉ×磁束場Ｂ の積分値が効いているからである。それではどうすればよいのか? ここまで来ると、参加者から次々に意見が出て楽しい実験になった。 　
　

　回転している釘に別の磁石を横向きにつけて電磁誘導でLEDを点灯させる実験は例会ではうまくいかなかったが、石井さんから予備実験の写真を送っていただいた（下左）。もう一つ、 モーターにはたらく力を考えながら、 磁石ではなく電池の方を回してみたい、 というアイデアに対しても種々の意見が出た。