一般小学生
まとめ
- 直流（DC）電源によって駆動し、電気エネルギーを回転運動へと変換する電動機。
- 磁場の中で電流が受ける力（フレミングの左手の法則）を利用して、回転軸を動かす仕組みを持つ。
- 電機子、界磁石、整流子、ブラシの4つの主要要素で構成され、連続的な回転を得ることができる。
解説
直流モーターの回転原理は、磁場の中に置かれた導体に電流を流した際に発生する「電磁力」に基づいています。固定された「界磁石（かいじしゃく）」が作る磁場の中に、回転体である「電機子（でんきし）」が配置されます。ここに電流を流すと、フレミングの左手の法則に従ってコイルの両端に互いに逆向きの力が発生し、これが回転トルクとなります。
しかし、単に電流を流すだけでは、半回転（180度）したところで力の向きが回転を妨げる方向に働いてしまいます。これを解決するのが「整流子（せいりゅうし）」と「ブラシ」の役割です。コイルが半回転するごとに、ブラシが接触する整流子の面が切り替わることで、コイル内を流れる電流の向きが反転します。この仕組みにより、磁場から受ける力の方向が常に一定の回転方向に維持され、スムーズな連続回転が可能になります。
小学生のみなさんへ
モーターは、電気の力を使って回転する装置のことです。プラモデルやミニ四駆、せんぷう機など、身の回りのいろいろな場所で使われています。
モーターの中には、磁石と、電線をぐるぐる巻きにした「コイル」が入っています。このコイルに電気を流すと、コイルが磁石の力とはね返り合ったり引き合ったりして、回転する力が生まれます。乾電池の向きを逆にすると、モーターが回る向きも逆になります。また、乾電池の数を増やして電気を強くすると、モーターはもっと速く回るようになります。
ずっと同じ方向に回り続けるために、モーターの中には「整流子」と「ブラシ」という大切な部品があります。これらが、回転に合わせて電気の流れる向きをタイミングよく切りかえてくれるおかげで、モーターは止まらずにクルクルと回り続けることができるのです。
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