【よく出る問題】フレミングの左手の法則とモーター

中学2年生

前回やったU字ブランコの応用のモーターです。ブランコを理解できていないと解けないのでまずそちらから見てみてください

 

https://chugakurika.com/2018/09/08/post-2172/

 

モーターは身の回りのものに多く使われています。身の回りの製品を作るのにもモーターが使われています。今やモーターなしでは生活はできないでしょう。さまざまなモーターがありますが中学校で習うのは一番単純なモーターです。

 

おじさんに見える人たちが子供の頃はミニ四駆がありモーターは身近なものだったんですが今は直接触ることはありませんよね笑

 

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モーターの概要

モーターの中身

 

モーターの中身を開けるとこのように磁石と導線が入っています。素材的にもU字ブランコとそっくりでしょ。ここに電流を流すとまわります

 

なぜ電流を流すと回るのかがこのモーターの問題のミソとなります。

 

 

ならなぜ回るのか

 

順番に見ていきましょう

  1. 電流を図の方向に流す
  2. 緑の部分に注目する
  3. この部分でU字ブランコと全く同じでフレミングの左手の法則を使う。①か②どちらに動くでしょう
  4. 答えは②で下向きに動きます。この部分はとりあえずここまで
  5. 次は反対の方を見ていきましょう
  6. ここでも同様にU字ブランコと同じでフレミングの左手の法則をあわせてみると上向きになります
  7. 順序4と6を同時に見ると左が上、右が下となり回転の力がかかりまわります

 

これが理解できればこの範囲は完成です

 

 

発電機とモーター

 

発電機は電磁誘導によってできると以前書きました

モーターでも電磁誘導を起こすことができ発電できます。自分でモーターを回してみるとどうなるでしょうか

 

 

さきほどの図をもう一度使いますが自分で動かすと(緑色)、導線の輪が磁界の中で動くことになります。すると電流が流れます

以前の記事にのせたツンデレの法則もコイルという導線の輪に磁界が動いて電流が流れましたよね

 

 

世の中の発電機のほとんどはモーターを回すことで電気を得ています。火力発電ならお湯を沸騰させてその蒸気でタービンを回す、水力なら水が流れ落ちる力でタービンを回す・・・・

発電機も問題になることがあります

 

 

問題

磁界の向きがわからない場合

 

電流が図の方向に流れモーターは反時計回りをした。磁界の向きは右から左どちらがN極か

 

 

 

電流の向きがわからない場合

 

磁界は図の方向にあり、モーターは反時計回りした場合電流は1か2どちらの方向に流れるか

 

 

答え

磁界の向きがわからない場合

が正解です

モーターの仕組みのところでは右側左側両方でどちらに回るかを考えましたが片方でわかるので時間短縮できます。

 

 

電流の向きがわからない場合

2が正解です

 

 

 

 

 

 

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