電磁石の利用
モーター・スピーカー・リニア、私たちの暮らしを支えるしくみを学ぶ。
モーター・スピーカー・リニア、私たちの暮らしを支えるしくみを学ぶ。
身の回りにある「回る機械」のほとんどは、電磁石を使ったモーターで動いている。
モーターはどうやって回るのか。
電磁石と永久磁石が引き合ったり反発したりする力を使う。電流の向きを切り替え続けることで、回り続けるしくみになっている。
モーターはどんな場面で使われているか。
扇風機、洗濯機、冷蔵庫、電車、エレベーター、自動車のワイパーなど数えきれない場面で使われている。
モーター=電磁石と永久磁石の引き合い・反発を使って回転を作る装置。
音楽プレーヤーから音を出すスピーカーにも、電磁石が使われている。
スピーカーは音をどうやって作っているか。
電気信号に合わせて電磁石の磁力を変化させ、つながった膜(コーン)を振動させる。膜が空気をふるわせることで音が生まれる。
スピーカーが大きな音を出せるのはなぜか。
電磁石を強くしたり、膜を大きくしたりすると、空気を強くふるわせられるため、大きな音が出せる。
スピーカー=電磁石で膜をふるわせ、空気を振動させて音を出す装置。
未来の鉄道として注目されるリニアモーターカーは、強力な電磁石によって浮きながら走る。
リニアモーターカーはどうやって浮くか。
車体側と線路側の両方に電磁石を取り付け、互いに反発させて車体を浮かせる。
どうやって前に進むか。
線路側の電磁石の極を進行方向に向かって次々と切り替え、車体を引っ張り続けることで進む。
リニア=強力な電磁石で「浮かせ・引っ張る」しくみで走る列車である。
電気と磁気が関係していることが分かったのは、それほど昔ではない。
電流が磁石のはたらきを生むと最初に発見したのは誰か。
デンマークの科学者エルステッドである。1820年、電流が流れる導線の近くで方位磁針が動くのを見て発見した。
その後、電磁石の応用を大きく広げたのは誰か。
イギリスの科学者ファラデーである。電磁石を使って電気で動くモーターのもとを作った。
電磁石はエルステッドの発見が出発点。ファラデーが応用を大きく発展させた。
家の中には、知らないうちに電磁石を使っている道具がたくさんある。
家庭の中で電磁石が使われている道具を3つ挙げよ。
①冷蔵庫やエアコンのモーター、②電子レンジのファン、③インターホンや電話のスピーカーなど、数多くある。
医療や工業の現場ではどう使われているか。
MRI検査の強力な電磁石、工場で鉄くずを運ぶクレーンの電磁石など、人の力では運べないものを動かすために使われている。
電磁石は家庭・医療・工業まで広く支える基幹技術である。