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右手の指先

一般小学生

まとめ

右手の指先
電流が流れるコイルにおいて、電流の向きに合わせて巻く4本の指のこと
  • 電流の向きに4本の指を合わせると、親指が磁界の向き(N極)を指し示す
  • 電磁石の極性を判断するための「右ねじの法則」を応用した簡便な手法である
  • 電流の向きを逆にすると、指の向きも逆になり、磁界の極性も反転する

解説

電磁石に電流を流すと、その周囲には磁界が発生します。このとき、磁界がどちらの向きに発生しているか(どちらがN極か)を判断するために「右手の指先」を使います。具体的には、コイルを流れる電流の方向に右手の4本の指を沿わせるようにして握ります。このとき、自然に立てた親指が指す方向が、磁界の向き、つまりN極となります。

電磁石の強さは、流れる電流の大きさやコイルの巻き数によって変化します。以下の表は、磁力を強くするための条件をまとめたものです。

比較項目 磁力を強める条件 磁力の変化
電流の大きさ 大きくする(直列つなぎ) 強くなる
コイルの巻き数 増やす 強くなる
鉄心の有無 鉄心を入れる 強くなる
コラム

この手法は、物理学における「右ねじの法則」に基づいています。右ねじの法則では、電流をねじが進む方向に例えると、磁界はねじを回す方向に発生します。コイルの場合は、電流が円を描くように流れるため、4本の指を電流に、親指を磁界に対応させると理解しやすくなります。実生活では、この原理を利用してモーターやスピーカー、リニアモーターカーなどが動いています。

小学生のみなさんへ

電磁石でんじしゃくのN極がどちらかを調べるには、右手を使うととても便利です。まず、コイルに流れる電流の向きに合わせて、右手の4本の指を曲げて包み込むようにします。このとき、まっすぐ立てた親指が指している方がN極になります。

もし電池の向きを反対にして、電流の流れる向きを変えると、右手の指の向きも反対になります。すると、親指が指す方向も逆になるので、N極とS極が入れかわることがわかります。

ルラスタコラム

電磁石でんじしゃくにつく釘の数を増やすには、2つの方法があります。1つは、乾電池かんでんちを直列につないで電流を大きくすること。もう1つは、コイルの巻まき数を増やすことです。どちらも磁石じしゃくの力が強くなるので、確たしかめる実験をしてみましょう!

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 電磁石のコイルに流れる電流の向きに右手の4本の指を合わせたとき、親指が指し示すのは何ですか
磁界の向き(またはN極の方向)
【応用】 電磁石の極(N極とS極)を入れかえるには、どのような操作をすればよいですか
電池の向きを逆にして、電流が流れる向きを反対にする
【実践】 「コイルの巻き数を2倍にする」ことと「乾電池を2個直列につなぐ」ことの共通点は何ですか
電磁石の磁力を強くし、引きつける釘の数を増やすことができる点

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