まとめ
- エナメル線の一方の端をすべて、もう一方を半分だけ剥がすことで、磁力と慣性を利用して回転させる簡易的なモーター。
- 磁石が作る磁界の中で、電流が流れるコイルが受ける力(電磁力)を回転運動に変える仕組み。
- 半分だけ残したエナメルがスイッチ(整流子)の役割を果たし、半回転ごとに電流を遮断することで連続回転を維持する。
解説
コイルモーターが回転する原理は、磁界の中にある導線に電流を流したときに発生する「電磁力」に基づいています。フレミングの左手の法則に従い、コイルの左右の辺には互いに逆向きの力が働くため、コイルは回転を始めます。しかし、エナメル線を両端ともすべて剥いてしまうと、半回転したところで力の向きが逆転し、コイルは往復運動を繰り返すだけで止まってしまいます。
そこで、一方の端のエナメルを半分だけ残して剥くという工夫が重要になります。これにより、コイルが特定の角度に達したときに電流が遮断されます。電流が切れている間は、それまでの回転の勢い(慣性)によって回り続け、再びエナメルが剥がれた部分が接点に触れると電流が流れ、磁石の力で押し出されます。この断続的な電流の切り替えが、一方向へのスムーズな連続回転を可能にしています。
コイルモーターは、エナメル線と磁石を使って作る、くるくると回り続ける道具です。ふつうのモーターと同じように、電気の力と磁石の力を使って動きます。
一番のポイントは、エナメル線の「はがし方」にあります。片方は全部はがしますが、もう片方は半分だけ残してはがします。こうすることで、電気が流れたり止まったりするようになります。電気が流れたときに磁石の力でグイッと押され、電気が止まっている間は「いきおい」で回ります。このくり返しで、ずっと回り続けることができるのです。
もし両方を全部はがしてしまうと、半分回ったところで逆向きの力がはたらいてしまい、うまく回りません。半分だけはがすという工夫が、モーターを回し続けるための大切な知恵なのです。
コイルモーターを回しているときに、磁石を近づけたり遠ざけたりすると、回る速さが変わります。また、電池を増やして電気を強くしても速くなります。どうすれば一番速く回るか、実験してみるとおもしろいですよ!
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