電流と磁界

コンパスを持って電車に乗ると…(No.244)

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コンパスを持って電車に乗ると… コンパスを持って電車に乗ると…

実験監修:教育学博士 滝川洋二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

なんでだろう?

電車の中でコンパス(方位磁針)を見ると、磁針の指す方向がくるくる変化します

そうなんだ!

方位磁針は常に南北を指すので、一定の方向に移動していると磁針の向きは変わりません。ところが電車の中で方位磁針を見ると、一定の方向に走っていても磁針の指す方向が変化することがあります。 磁針の動きを観察すると、電車が動いたり止まったりすると針が大きく動いているようです。
実は方位磁針を動かしているのは、電車のモーターを動かすために流れる電流です。導線に電流が流れると一定の向きに磁界が発生し、磁界の中の磁石は力を受けます。多くの電車は、変電所から送られる電流を空中の電線(トロリー線)から車両に取り込み、モーターを動かした後に線路を経由して変電所に戻しています。電流は、この回路の中をいつも同じように流れているわけではなく、モーターの動きにつれて変化します。電車が動き出すと電流が流れて磁界が発生し、磁針の向きを変えます。また、モーターが止まると電流も止まって磁界が消えるので、磁針は本来の向きに戻ります。

動いている電車と同じ状態を作り、コンパスの動きを確かめてみましょう

トロリー線と線路による回路を模して導線で枠を作ります。一般的な電車は直流で動いているので、変電所から送る電力の代わりに乾電池を使います。回路の中に方位磁針を置き、電流を流したり切ったりして磁針の動きを観察します。

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