まとめ
- 直流電動機（DCモーター）において、回転子の回転に合わせてコイルに流れる電流の向きを周期的に反転させる装置です。
- ブラシと接触しながら回転し、コイルが半回転するごとに電流の向きを切り替えることで、磁界から受ける力の向きを常に一定に保ちます。
- 電機子とともに回転し、磁極を連続的に変化させることで、モーターの円滑な連続回転を可能にする不可欠な部品です。
解説
モーターが回転を続けるためには、コイルに働く力の向きを常に一定にする必要があります。磁界中にあるコイルに電流を流すと、フレミングの左手の法則に従って回転力が生じますが、コイルが180度回転すると左右の辺の位置が入れ替わるため、そのままの電流の向きでは回転を妨げる逆向きの力（トルク）が働いてしまいます。
整流子は、外部回路と接続された「ブラシ」と組み合わされることで、この物理的な課題を解決します。円筒状の導体を絶縁体で分割した構造を持ち、コイルが半回転する直前にブラシとの接点が切り替わるように設計されています。この瞬間にコイル内部を流れる電流の向きが反転し、磁界から受ける力の向きが維持されるため、モーターは止まることなくスムーズに回転し続けることができるのです。
モーターがずっと同じ方向に回り続けるために、なくてはならない大切な部品が「整流子」です。モーターの中には、電気が流れると磁石になる「コイル」が入っています。磁石の力で回るのですが、そのままでは半分回ったところで止まったり、逆に戻ったりしてしまいます。
そこで、整流子の出番です。整流子は、コイルが半分回るたびに、流れる電気の向きをパッと入れかえる「自動スイッチ」のような働きをします。電気が流れる向きが変わると、磁石のN極とS極も入れかわるので、コイルは常に同じ方向に押され続けて、グルグルと回り続けることができるのです。
理科の実験で作る「簡易モーター」では、エナメル線の片側だけを半分けずることがあります。これも、電気が流れるときと流れないときを作ることで、整流子と同じように回転を助ける工夫のひとつです。
モーターは電気で回りますが、逆にモーターを無理やり手で回すと、電気が生まれることを知っていますか？実は、モーターと発電機は仕組みがそっくりなのです。整流子があるおかげで、回る力から一定の向きの電気を取り出すこともできるんですよ。
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