電磁力による回転運動

カンタンだけど大発明!モーターのしくみ(No.69)

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カンタンだけど大発明!モーターのしくみ カンタンだけど大発明!モーターのしくみ

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※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

どうしてなのかな?

電動歯ブラシのような小さなものから新幹線まで、電気エネルギーを回転力に変えるモーターは暮らしのさまざまな場面で活躍しています。いったいどんなしくみで動いているのでしょう?

そうかなるほど!

図-1のように、磁石がつくる磁界の中に導線のコイルを置いて電流を流すと、電流が流れる方向に従ってコイルの一方(Aの部分)には上向きの力、もう一方(Bの部分)には下向きの力が働き、コイルの軸を中心とした回転力が生まれます。コイルに働く力は、コイルが磁石の磁界に対して平行な位置にあるとき最大になり、垂直の位置ではゼロになります。そのため、このままでは連続的に回転することができません。そこで、コイルが垂直の位置にきたところで電流の向きを逆にします。すると、それまで上向きの力が働いていたコイルのAの部分には下向きの力、下向きの力が働いていたBの部分には上向きの力が働くことになって回転が連続的になります(図-2)。この電流の切り替えは、「整流子」と「ブラシ」を組み合わせることで簡単にできます。これでコイルの回転が連続的になり、モーターとして動くのです。

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