手でゆっくりコイルを回しながら、
モーターが回る原理を考えさせます。
今までは、
磁石、コイル、乾電池などを使い、
モーターを１人１個ずつ作って、
実際に回していました。
簡易的とはいえ、
本物のモーターを作って動かすのは
本当に素晴らしい体験です。
しかし、
回転が速かったり、
整流子の部分が小さかったりして、
授業で学習した内容と
実際に回転しているモーターとの
対応が難しいようです。
つまり、
「コイルは、いつ・どっち向きに
力を受けているのか？」
「電流は、どの向きに流れているのか？
いつ流れていないのか？」
「いつ整流子の効果が出ているのか？」
などが、本物のモーターを見ても
変化が速すぎて理解できません。
もちろん、電流を止めて、
手でゆっくりコイルを回しながら
考えても良いのですが、
それには、あまりにも整流子の部分が
小さ過ぎます。
そこで、今回開発したのが、
手で回せるモーターの模型です。
真ん中にある大きな円は、
整流子を表しています。
そこから手前に飛び出しているのが
コイルです。
コイルの四隅には、
記号 a～d が書かれています。
これを利用して、
別に配布する問題用紙の質問に答えます。
例えば、
「a-b 部分では、
電流はどっち向きに流れているのか？」
「c-d 部分では、
力はどっち向きに受けているのか？」
などを、考えます。
そして、
コイルが90度回転したときは、
整流子のために、
電流が流れないことがわかり、
さらに、
90度を越えると、
コイル内の電流が逆に流れて、
コイルは同じ向きに
回り続けることがわかります。
工作時間は20分もあれば、
ほぼ全員が作れました。
もちろん、
今まで開発した教材と同じで、
折りたたみ式なので、
ノートに保管できます。
この教材で、
立体的に・動的に理解できたうえで、
今までの簡易モーターを作って動かせば、
ただ「動いた！」という感動だけではなく、
モーターの原理も理解した
感動が味わえると思います。