稲葉正さんへの手紙４　　E-122　No260　2011年2月24日（木）

 

　稲葉正様　　　　　　　　　　　　　　2009年4月2日　　　　石井信也

 

  No4 回転磁界

�@ 2個のコイルを直角に組んで, 片方のコイルには, キャパシター(C)かインダクタ−(L)のどちらかを直列にいれます. 2個のコイルを並列にして交流の数ボルトをかけると, 回転磁界ができます. Cでは電流の位相が進み, Lでは遅れるので, 回転磁界の向きは反対になります. 切り替えスイッチで選択できるようにします．

�A TVの偏向コイルでは2本のコイルが直角に配置されているので, 回転磁界を作るのに便利です. コイルはラッパ状のフェライトの裏表に巻かれていて, 外側のコイルの端子は赤・青で, そのオーム抵抗は約1Ω，外側のコイルの端子は黄・緑(時に茶)で, オーム抵抗は20Ω程度です. それで, 位相を変える素子のCやLは内側のコイルにつなぐとよいでしょう.  

  上向きに立てたラッパの上に時計皿を置き, その中でローターを回します. 何がローターになるかは試行錯誤で探します.

  ラッパの中央の穴に, 真ちゅうの棒を立て, それにアルミ製の鉛筆キャップを挿したローターは良く回ります.

�B ホームセンターで配線用の巻線を買ってきて，パスカル結線(巻き終わりの一方の端を, 巻き始めの他方の端に結線して一本とする方法)します. このコイルの口を横にして交流を流し, その内部でローターを回します.(写真では別のコイル使用)  この中に, 別の閉じたコイルを, 外側のコイルと平行に置きます. 外側のコイルの磁場をy方向とすると, このコイルのすぐ外側の磁場はx方向で(朝顔の花状の磁場), 位相がπ/2遅れた誘導電流の磁場ができるので, 両者が回転磁界を作ります.

�C 中のコイルの代わりに, 鉄の棒を磁場と平行に置くと, �Bと同じ回転磁界ができます．

�D U型ボルトの脚をz方向に立てて使ってみましょう.

  先ほどの鉛筆サックを回してみましょう. ビールのアルミ缶の中央に軸を通して回してみましょう. 缶が大きくてコイルの中に入らない場合には, コイルの「口」の外で回します. 

  さて，このコイルの中に時計皿に, 丸めたスチールウールを置いて鉄棒を添えてみました．よく回ります．

�E ところがです．鉄棒を取り去っても，スチールウールのローターは回り続けたのです!!  回転の向きも自由です. ただし, 初動(初速)は与えなければなりません.�F これを簡易な構造にしてみました. フィルムケースの口の近くに20〜30回，エナメル線を巻き，その中央に真ちゅう棒を渡し, これに丸めたスチールウールを挿してローターにしました. 交流の1〜2Vでよく回ります. ローターがステイターを兼ねるのでしょうか? 回転のメカがわからないのは, 遊び足りないからでしょう.

 

注：実験＜回転磁界＞,ＹＰＣ２,ＹＰＣ２４を参照に。