8月2日 5時限目
高畠 勇二 エネルギー・環境理科教育研究所
「クリップモータ製作」
電気が大好きだという高畠先生。「電気というと苦手意識を持つ人が多いけど、とっても楽しいんですよ。」と、実験がスタートしました。
まず、先生が塾生に作らせたのは、単三電池、ネオジム磁石、針金からなる単極のモーター。磁石を机に置き、その上に電池を陽極を下にした状態でセット。電池の上に、丸めた針金をバランスよく乗せることができると、針金は勢いよく回ります。
どうして、針金が回るのでしょう？
「どうして？じゃなく、どんなふうに？って考えて、いろいろ試してみると、その原理がわかってくる。針金が回るってことは、何か力が働いているということだよ。」と、高畠先生。
「例えば、針金を逆回しにするには、どんなふうにしたらいいと思う？」と、先生が聞くと、「電池を逆向きにすればいい」という塾生の意見が。
実際に、塾生たちは電池を逆向きにしてみたり、磁石だけ逆向きにしてみたりして、この不思議なモーターの力を観察しました。モーターは、磁石から生じる磁界と、電流から生じる磁界が互いに作用しあうことで、力が生まれて回転し続けています。よって、作用する力のもとである電池を逆向きにすると、針金の回転も逆になるのです。
先生から、フレミングの左手の法則など、電流と磁界の基礎知識について学んだ後、今度は、先ほどのシンプルなものから一歩進んだ、コイルを使ったモーターを作ります。
まず、電池に針金を巻き、コイルを作ります。
モーター作りで、この工程はとても重要。左右バランスよく作らないと、きれいに回りません。
その後、電池からの電流を通しやすいよう、針金の表面を削ったり、磁石を付けた土台を作ったり、いくつかの工程を経て、モーターが完成。
電極を電池に着け、コイルを磁石に近づけてみると…コイルがくるくると回りだしました。
早々と回った人、なかなか回らなかった人、自分なりに工夫してうまく回った人…最後は塾生どうしで互いにアドバイスし合い、成功者をどんどん増やしていきました。
コイルがバランスを取りながら、電流のＯＮとＯＦＦが繰り返されることでモーターは回転し続けます。手を動かし、目で見て、頭で記憶していくことは、実験のおもしろさのひとつ。試行錯誤を繰り返しながら塾生たちが体感したコイルの仕組みは、ずっと頭の中に残ることでしょう。
（2期生：高山宗子）
