電磁石のコイルのエナメル線

質問

小学校6年生の理科で、子供が電磁石を使った実験をしたようです。コイルを作るときにエナメル線の一方はエナメルを全部はがし、もう一方は上半分だけはがすのだそうです。これは、なぜですか？電流が逃げてしまうから？素人なので詳しくお願いします。

回答No.6

shkwta · ベストアンサー

クリップモーターの作り方はここにあります。簡単な構造で回るモーターです。
http://www.hyogo-c.ed.jp/~saiten/seito/toyoka03/motor0.htm
http://homepage3.nifty.com/s-danjo/electro/motor/motor.htm

しくみは簡単ですが、これがなぜ回るのかを説明するのは少しやっかいです。
このPDFファイルの一番最後に、説明と図が出ています。
http://www.rihep-htokai.jp/exm-tmp/osr2-2003S_pdf/yomo_phys2003S_ps.pdf

―○―
'　N
'' Ｓ

（１）上の図で、NSは磁石、―○―はコイルです。左側の―はエナメルを下半分だけをはがし、右側の―は全部はがしてあるものとします。
（２）電流は、左から入り、○の中を時計回りに流れることにしましょう。

（３）磁石は、磁界（磁場ともいう）というものをまわりの空間に作ります。磁界というのは、「他の磁石や、鉄片や、電流が流れているものに力を及ぼすような空間の性質」だと思ってください。
（４）磁界の向きは、便宜上、Ｎ極から吹き出し、Ｓ極に吸い込まれる矢印で表わします。
（５）磁界の中に、電流が流れているものを置くと力を受けます。この力をローレンツ力といいます。ローレンツ力の向きはフレミングの左手の法則で表わされます。
http://www.jyose.pref.okayama.jp/nouki/ko521.htm
（６）磁界の方向が↑で、電流の向きは○の中を時計回りとします。○の上半分では、電流の向きは→ですから、フレミングの左手の法則により、手前向きの力を受けます。○の下半分では、電流の向きは←ですから、フレミングの左手の法則により、向こう向きの力を受けます。これで、コイルが（図の左側から見て時計回りに）回りはじめます。
（７）こうして半回転しました。ここで、もし、《エナメルを全部はがしてあったら》、電流が流れ続けます。このとき、○の中では（コイルがちょうど逆さになっているので）反時計回りに電流が流れます。反時計回りなので、受ける力は（６）と全部逆になります。こうなると、せっかく回り始めたのにブレーキがかかり、止まってしまいます。
（８）ところが、エナメルが半分残っているおかげで、（７）のときは電流が止まります。そのため、力が働かなくなり、コイルは慣性で回り続けます。
（９）そのまま回転していくと、また（６）に戻り、電流が流れ、力を受けます。
（１０）このように、１回転ごとに（６）になります。（６）になるたびにコイルは回転を促され、回り続けます。

少し複雑ですが、立体的に考えてみてください。

上の説明は高校レベルですが、科学に興味のある小学生なら、かみ砕けば理解できそうに思います。

お礼

さっそく丁寧なご回答ありがとうございました。
自分自身よく勉強して子供に説明したいと思います。
よく分かりました。

回答No.5

m_abe

No.2さんやNo.3さんの答えでよいと思いますが、気になったのは、お子さんが、その理由を学校でちゃんと教えてもらってないことです。

理由の部分が肝だと思います。その部分を教えないのなら、単なる工作遊びであり、わざわざモータを作った意味が無いと思います。

その辺からも、子供たちの理科離れの理由が見え隠れするように思いました。

お礼

ありがとうございました。

回答No.4

TTOS

たぶん，このようなモーターを作ったのではないですか？
http://www.aichi-c.ed.jp/contents/rika/syotou/h15syou/kanimota/

半分はがしたエナメル線が整流子のはたらきをします。

エナメル線でコイルを作ったとき，コイルに流れる電流の向きが一定だと，N極とS極が決まった電磁石になり，コイルは永久磁石と引き合って止まってしまいます。

そこで，電磁石と永久磁石が引き合ったところで電流をとめれば，コイルは電磁石ではなくなり惰性で回り続けます。そのまま半回転したところでまた電磁石になる，この繰り返しでコイルはまわり続けます。

参考URL：

http://www.aichi-c.ed.jp/contents/rika/syotou/h15syou/kanimota/

お礼

ありがとうございました。

回答No.3

kenipi

コイルでモーターを作ったのではありませんか？

言葉では説明しにくいのですが，モーターはコイルに電流を流したりきったりする事で，回転する仕組みになっています。エナメルを半分残す事で，電流ながれる -> 磁石と反発して（または引き合って）半分回転 -> 電流が切れる -> 惰性で回転 -> 電流ながれる...

とくりかえすことでモーターとして働きます。

お礼

モーターを作ったのです。回転の仕組みはよく分かりました。

回答No.2

kai123

ん？これは電磁石を使ってモーターをつくるものでは？

ちょうどいい、URLみつけたのでみてみてください。
http://www1.ocn.ne.jp/%7Ekkkk/sub53-01.html

参考URL：

http://www1.ocn.ne.jp/%7Ekkkk/sub53-01.html

お礼

モーターの仕組みやそれを利用した身近なものの説明は教科書にあったのですが。
ありがとうございました。

回答No.1

nakatyan

通常電池等に接続するためコイルの両端をカッターナイフや紙ヤスリで１ｃｍほど全部のエナメルをはがします、空気は絶縁物のため半分はがしても全部はがしても電気が逃げることはありません

お礼

ありがとうございました。