クリップモーターの制作
対象等
中学生から高校生まで
目的
クリップモーターの製作を通して、モーターの原理と発電の原理を理解する
準備するもの
１(m) エネメル線 １本、アルニコ磁石、クリップ ２個、粘土、紙やすり、ミノ虫クリップ付きコード ２本
実験場所
物理実験室
方法
① 渡されたエナメル線の両端を紙やすりで磨く。ただし、一方は反面のみ磨く。
② このエナメル線を使って、１辺２～３(cm)の長方形または直径３(cm)程度の円形のコイルを作る。
③ 粘土を平たく伸ばし、これに一端を引き延ばしたクリップを突き刺し、モーターの回転軸受けとする。
④ コイルの部分がアルニコ磁石の磁界の中に入るように、磁石を置き、電池をクリップの根元に接続し、初めにコイルを少し手で回し、勢いをつける。
⑤ コイルの回転が持続したら、とりあえず成功。
実験のコツ
・ コイルを作成したら、手で回転させてみて、軸がぶれないように、回転軸をまっすぐにすることが大事です。
⑥ 回転が持続したら磁石の向きを変えて、回転がどうなるか確かめる。
⑦ 次に電池の接続の向きを変えて、これも回転がどうなるか確かめる
⑧ 電池の代わりに電圧計を接続し、モーターを手で回して何(V)ぐらい発電しているかを確かめる。
注意点
・ コイルの軸がまっすぐになっていて、なおかつ軸の延長線がコイルの中心部を通るように調整します
・ コイルは単一または単二の乾電池を使うと作りやすいです
・ 他に実験室内にあるクランプ等の軸に巻き付ける方法もあります
・ 四角形のコイルは、周りにある適当なものを利用してと言っていますが、消しゴム等に巻き付ける生徒が多いです
結果
軸やバランスの調整さえうまくいけば回転します。失敗する場合の原因のほとんどはバランス調整がいい加減であることです。あとはエナメル線のはがし方が悪い事もあります。
磁石はアルニコ磁石の方が磁力が強いので回りやすいです。
結構電池の消耗が激しいです
考察、応用
・ コイルの巻数を増やしたらどうなるか
・ 電池を並列にしたり直列にしたりしたら、回転数はどうなるか
・ そもそもなぜこのモーターが回転するのか