ローレンツ力を使ってオリジナルのモータを作ってみよう

自由実験のテーマでは、色々と悩まれることが多いことでしょう。今回は、歴史を勉強しながら理解の実験に取り組みたいと思います。

磁石の近くで銅線やエナメル線などに電気が流れると力が発生します。

これをオランダの物理学者であるヘンドリック・アントーン・ローレンツが発見しました。

この力をローレンツ力と呼んでいます。

有名なフレミング左手の法則の親指（力）の部分です。

このローレンツ力は、下の図に示しているよに磁石を置いて、その磁石の間に銅線又はエナメル線を置いて、その線に電気を流すと力が発生します。

磁石と電池の電流で上方向の力(ローレンツ力)が働く


乾電池のプラス側からマイナス側に電気が流れる方向

このローレンツ力を使って、オリジナルのモータを作ってみよう。

このモータ作成のポイントは、コイルの開口部分の面積とコイルの巻き数が関係します。色んなコイルで試してみよう。

また、磁石の強さも関係するので、いろんな磁石でも試してみよう。

モータは、電気自動車をはじめとして、今後、大活躍する分野になります。自分で作って、ローレンツ力を体感してみましょう。

ここから実際の実験の説明になります。

①次の材料を準備しよう

・エナメル線(10m)

・銅線

・乾電池

・磁石

・クリップ(2個)

・発泡スチロール(7cm✕ 7cm)

・カッター

・コイルを巻く直方体の物

・テープ

・ハサミ

全ての材料


 

②コイルを巻く直方体の物のエナメル線を巻く。


 

③コイルを巻く直方体の物のエナメル線をさらに巻き続ける。


 

④コイルを巻く直方体の物のエナメル線を巻き終えたらハサミで切る。



 

⑤コイルをテープで固定する。


 

⑥エナメル線をカッターを使ってはがします。A 側のエナメル線のエナメルは、全てはがします。B 側のエナメル線のエナメルは、円周方向の半分だけはがします。


エナメル線の断面図

円周上のエナメルをけずる。


赤い直線より上のエナメルをけずる。


 

⑦クリップを写真のように延ばして、コイルを設置する土台を作成します。


 

⑧土台にコイルを設置します。


 

⑨コイルの下に磁石を設置します。


 

⑩クリップに銅線を接続します。


 

⑪銅線と電池をつなぐと、コイルが回転します。