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フレミングの左手の法則

フレミングの左手の法則

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

  • 磁場磁界)の中にある導線電流を流した際、その導線に働く力の向きを決定する法則。
  • 左手の親指(力)、人差し指(磁界)、中指(電流)を互いに直角に広げることで、それぞれの方向を対応させる。
  • 電動機モーター)の動作原理を理解する上で、最も基礎となる物理法則の一つ。

解説

フレミングの左手の法則は、電流・磁界・力の三者の関係を視覚的に示したものです。中指を電流の向き、人差し指を磁界の向きN極からS極)に合わせると、親指の指す方向が、導線が受ける力の向き(電磁力)となります。

この力の大きさは、磁界の強さ、電流の強さ、そして磁界の中にある導線の長さに比例します。例えば、回路に接続する乾電池の向きを入れ替えて電流の方向を逆にすると、発生する力の向きも180度反転し、モーターなどの回転方向が逆になります。また、乾電池を直列に繋いで電圧を上げ、電流を強くすることで、より大きな力を得て回転速度を上げることが可能です。

コラム

この法則は、電気エネルギー運動エネルギーに変換する「モーター」の仕組みを説明する際に用いられます。一方で、運動エネルギーから電気エネルギーを取り出す「発電機」の仕組みについては、右手を用いる「フレミングの右手の法則」が適用されます。

実生活では、電気自動車の駆動や家電製品のファンなど、目に見えないところでこの法則が活用されています。磁界と電流が直角でない場合、受ける力は弱まり、平行な場合には力は全く働かないという点も、物理学的な理解を深める上で重要なポイントです。

小学生のみなさんへ

モーターが回る仕組みを知っていますか?電気を流すと力が発生して、物が動くようになる不思議な法則ほうそくがあります。それが「フレミングの左手の法則ほうそく」です。

左手の親指、人差し指、中指をそれぞれ直角に広げてみてください。中指を「電流(電気の流れる向き)」、人差し指を「磁界じかい磁石じしゃくの力のはたらく向き)」に合わせると、親指が指した方向に「力」が生まれます。この力によって、モーターの中の部品が回転するのです。

実験で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。これは、電流の向きが変わったことで、発生する力の向きも反対になったからです。また、乾電池を直列につないで数を増やすと、流れる電気が強くなり、モーターはより速く回転するようになります。

ルラスタコラム

この法則を見つけたのは、イギリスのフレミングさんという科学者です。左手は「電気を使って動かす(モーター)」、右手は「動かして電気を作る(発電機)」と覚えると、将来もっと理科が楽しくなりますよ!

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