モーター

一般小学生

まとめ

解説

モーターの回転原理には、電流と磁界の関係が深く関わっています。磁石がつくる磁界の中に置かれたコイルに電流を流すと、電流の周囲に新たな磁界が発生し、これらが互いに反発したり引き合ったりすることで、コイルを動かそうとする力(電磁力)が生まれます。この力の向きは「フレミングの左手の法則」で説明され、電流・磁界・力の三者が互いに垂直な関係にあります。

効率よく回転を続けるためには、コイルが半回転するごとに電流の向きを反転させる必要があります。これを物理的に行うのが「整流子」と「ブラシ」の組み合わせです。これらが接点となって電流の向きを切り替えることで、常に一定方向への回転トルクを維持します。近年では、摩耗しやすいブラシを排除し、電子回路で制御を行う「ブラシレスモーター」が主流となっており、家電から電気自動車まで幅広く活用されています。

コラム

モーターと発電機は、物理的な構造において非常に密接な関係にあります。モーターは「電気を流して回転を得る」装置ですが、その逆の原理である「回転を与えて電気を取り出す」装置が発電機です。例えば、発電所では水流や蒸気の力でタービン(巨大な羽根車)を回転させ、磁界の中で導線を動かすことで電磁誘導を起こし、電気を発生させています。このように、電気と磁気、そして運動エネルギーの相互変換は、現代社会を支えるエネルギー技術の根幹を成しています。

小学生のみなさんへ

モーターは、電気の力を使って、ものを回すための道具です。電池をつないで電流を流すと、磁石の力と反応して、ぐるぐると回り始めます。おもちゃの車や、せんぷう機、洗たく機など、家の中にある動く電化製品の多くにモーターが入っています。

モーターの中には、磁石と、細い線をたくさん巻いた「コイル」が入っています。電気を流すとコイルが一時的に磁石のようになり、もともとあった磁石と反発したり引き合ったりすることで、回転する力が生まれるのです。電気のエネルギーを、動く力に変換へんかんする大切な役割を持っています。

ルラスタコラム

世界で一番小さなモーターは、なんと私たちの体の中にあります!「ATP合成酵素」という小さなタンパク質は、細胞の中でくるくると回転しながら、私たちが生きるために必要なエネルギーを作っています。目に見えないほど小さな世界でも、モーターの仕組みが活躍しているなんて驚きですね。

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