6月25日 科学実験教室(磁石と電気のふしぎ実験2) | 高槻天神先生のブログ

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今日は磁石と電気のふしぎ実験の2回目でした。

最初は、リニアモーターに挑戦です。

前回の実験で、アルミホイルのブランコがピクピクと動く実験をしました。


このピクピクを連続して起こさせるとリニアモーターになります。
モーターというと回転するものを思い浮かべますが、リニアモーターのリニアとは直線という意味ですから、回転するのではなくまっすぐ動くモーターという意味です。

まず、一つの磁石を使ってアルミのパイプを動かしてみましょう。
アルミパイプ2本を平行に並べて、間にフェライト磁石を置きます。
アルミのパイプに、一方には+、片方には-の電池をミノムシクリップでつなぎます。
そして短いアルミパイプを磁石の上で長いアルミパイプの上に置きます。
すると乗せたアルミパイプは動きます。

磁石の向き、電池のつなぐ方向でどちらに動くかは決まっています。

では、同じ向き(すべてをN極を上にして)磁石をたくさん並べて同じようにすると、アルミパイプが、端から端まで動いていきます。


今回はN極を上に磁石を並べましたが、最後のところにS極の磁石を置くとそこでアルミパイプはストップします。

これがリニアモーターで動く電車の仕組みです。

今計画されている東京~名古屋間の中央新幹線は、もっと大掛かりなもので、電車の側面の超電導磁石で電車を浮上させ、走らせています。

次は、くるくる回るモータの実験です。
しかもとても簡単なモーターです。
使うものは、電池とフェライト磁石と釘とアルミホイルです。
まずフェライト磁石をアルミホイルでくるみます。
磁石に釘をくっつけて、電池のプラス側にぶら下げます。
アルミホイルを細く切ったもので電池のマイナス側から磁石の側面に軽く触れさせると磁石がくるくる回ります。


電気の流れる方向と磁石の向きで右回りか左回りかが決まります。
生徒のみんなも実験セットの磁石と釘を使って、くるくる回すことができました。

今度はファラデーという19世紀の有名な先生が作った世界で最初のモータを再現します。
しかし、このモータは実用化されることはありませんでした。
なぜなら、このモーターは液体(実際は水銀)の中をくるくる回るモーターなので実用には向いていなかったからです。

ガラスビンに食塩水を入れて、ビンの中に磁石を立てます。
ビンの側面にアルミ箔ををつけます。
ビンの中には回転棒となるアルミ棒をエナメル線でぶら下げます。
回転棒のアルミと、ビンの側面のアルミ箔に電池をつなぐと、アルミ棒がくるくる回りました。

このようにして、電気と磁石を使って物を回すことができることを最初に実験して見せてくれたのです。


そしてこの10年後に磁石で電気を作り出す原理を見つけているそうです。

最後は、原理は同じですが、洗面器の中の流れるプールの実験です。

洗面器に食塩水を入れます。
洗面器の下にはフェライト磁石を8個を丸く並べておきます。
洗面器の中にアルミホイルで作った、大きな輪と小さな輪を入れて、電池の電気を流します。

すると洗面器の中の水がくるくると回り始めました。
水の流れが分かりにくいので、オレガノを振りかけるとオレガノの流れている様子がよくわかりました。


洗面器の下の磁石を直線状に並べて、まっすぐなアルミホイルで同じように行うと、リニアモーターの流れるプールができました。