電磁石の性質
コイル+鉄+電流で生まれる磁石、強くする方法を学ぶ。
コイル+鉄+電流で生まれる磁石、強くする方法を学ぶ。
磁石にはいつも磁力がある「永久磁石」と、電気の力で磁力が生まれる「電磁石」がある。電磁石は理科の重要なテーマである。
電磁石はどんな材料からなるか。
導線をぐるぐる巻きにした「コイル」と、その中に入れる「鉄しん(鉄の棒)」、そしてコイルに流す「電流」の3つからなる。
電磁石はいつ磁石として働くか。
コイルに電流が流れている間だけ磁石として働く。電流を止めると磁力もなくなる。
電磁石=コイル+鉄しん+電流。電流が流れている間だけ磁石になる。
電磁石にも、永久磁石と同じくN極とS極がある。ただし、極の位置は電気の向きで決まる。
電磁石のN極とS極はどう決まるか。
コイルに流す電流の向きで決まる。電流の向きを反対にすると、N極とS極が入れ替わる。
永久磁石との大きな違いは何か。
永久磁石は極が変わらないが、電磁石は電流の向きを変えれば極を切り替えられる点である。
電磁石の極は電流の向きで決まる。向きを変えればN極とS極を入れ替えられる。
電磁石の強さは設計と使い方で変わる。強さを変える方法は実験で確かめられる3つにまとめられる。
電磁石の強さを変える3つの方法を述べよ。
①流す電流を強くする、②コイルの巻数を多くする、③鉄しんを太くする、の3つである。
これらの方法を確かめるとき、注意することは何か。
一度に2つ以上の条件を変えないこと。条件を1つだけ変えて比べる「対照実験」の考え方を使う。
電磁石を強くする3つの方法=「電流を強く・巻数を多く・鉄しんを太く」。
実験で電流の向きを変えるには、乾電池の向きを反対にすればよい。
電池の向きを反対にすると、電磁石はどうなるか。
電流の向きが逆になるため、電磁石のN極とS極が入れ替わる。方位磁針を近づけると針の向きが反転するので、極が入れ替わったことが確かめられる。
電池の向き反転 → 電流の向き反転 → 電磁石の極が入れ替わる。
どちらも磁石だが、それぞれ得意なところが違う。
永久磁石が向いている場面はどんなときか。
常に磁力が必要で、電源を使えない場面である。冷蔵庫のドアやメモを留めるマグネットなど。
電磁石が向いている場面はどんなときか。
必要なときだけ磁力を使いたい場面である。クレーンで鉄くずをつかんで離す装置や、モーター、スピーカーなど。
永久磁石はいつも磁力、電磁石はオン・オフできる磁力。使う場面で選び分ける。