モーターの仕組みと原理が読むだけでわかる！

モーターの仕組みと原理はどのようか。

中学生向けに詳しく解説していきます！

を学習したい人にオススメ！

ゆっくり説明するから心配しないで！

このページを読めば５分でバッチリだよ！

また、このページは

【中２物理】磁界の単元の４ページ目だよ！

ページは下の通りになっているよ。

①～⑤を学習すれば中学２年、磁界の単元は完璧だよ！

それではモーターの学習スタート！

モーターとは何か

いい質問だね！

モーターが何か分からないのに勉強しても意味ないもんね！

モーターとは、

電流が磁界からうける力を利用して、コイルを回転させる装置

のことなんだ！

わかりにくいね！とりあえず

動画でモーターがどんなものか見てみよう★

２つのせておくね！

モーターの動画①↓(20秒)

モーターの動画②↓(150秒)

そう。これがモーター！

この回転させる仕組みが、

電流が磁界からうける力を利用しているんだね！

↑こんなやつ。

OKな人は、このまま進もう！

モーターの仕組みと原理

それではモーターの仕組みを考えていこう！

モーターに必要なものは、

①磁石

②電源

③コイル

の3つだね！

これらを使って下のようなモーターをつくろう！

黄色と緑色のものを「整流子」

赤色のものを「ブラシ」というよ。

（後で説明するけど、この2つが接触すると電流が流れるんだ！）

まず磁石に注目しよう。

Ｎ極、Ｓ極が左右にあり、磁界が発生しているね。

磁界の向きは何極から何極だったか覚えているかな？

そうだね！

書き込んでみるね！

次に電流の向きを考えよう！

ねこ吉。電流が流れる向きは覚えているかな？

0K！バッチリだね！

電流の向きは＋極→－極。

ブラシ→整流子→コイル→整流子→ブラシ

と進むよ！

図に書き込んでみるね！

(コイルにはA、B、C、Dと記号をつけたよ)

また、コイルはＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄと電流が流れていくね。

では力がどのように働くかを考えよう。

磁界があるところに、電流が流れると、力が加わってコイルが動くよね！

そして力が加わる向きは、フレミング左手の法則を使えばわかったよね！

(イメージ動画↓(10秒))

ではコイルに電流が流れると、どのように力が発生するかを考えよう。

まずは、コイルのＡ→Ｂの部分のみに注目して考えるよ！

Ａ→Ｂでは手前から奥に向かって電流が流れているね

この場合、フレミング左手の法則を使うと

力は下向きになるね！

次は、コイルのＣ→Ｄの部分のみに注目して考えるよ！

Ｃ→Ｄでは奥から手前に向かって電流が流れているね

この場合、フレミング左手の法則を使うと

力は上向きになるね！

そういうこと。

さて、ここで

左右にかかる力を整理しよう。

右半分には下向きの力、

左半分は上向きの力だね

このような力が左右に加わることで、モーターは回転するんだ！

これがモーターが回る仕組みの基本だよ！

ここまでわかれば、ひとまずＯＫ★

だけど、もっと詳しく学習したい人のために、もう少し解説するね！

下の図から90°回転した状態の「整流子」に注目するよ！

上の図からコイルと整流子が90°回転すると・・・

コイルが縦(たて)になり、整流子の黄色が上、緑が下になるね！

ここがポイント！

整流子が上のように縦になると、ブラシと接触しなくなり、電流の流れが止まるんだ！

力がはたらかなくなるんだ。

だけど、回転のスピードがあるから、そのままコイルは半回転するんだよ！

整流子とコイルが半回転した図を見みよう！

どうかな？

ぱっと見は変わらないけれど、整流子やコイルが半回転したから、

黄色と緑の色や、コイルのＡ～Ｄが半回転してるね！

半回転するとどうなるのか？

これはまた、

ブラシ→整流子→コイル→整流子→ブラシ

と電流が流れるんだ！

(コイルはＤ→Ｃ→Ｂ→Ａの順だね)

そうなるとまた、力が発生するね！

その通り！

さっき説明したように、一瞬整流子とブラシの接続が切れるけど、勢いで回転して、また半周するんだ！

すると下のようになるね。

その通り！

そしてまたコイルが回転を始めるんだ！

このようにして回転し続けるのがモーターの仕組み。

というわけだね！

ほんとだね！

これでモーターの仕組みと原理の解説は終わりだよ！

またいつでも確認しに来てね☆

次のページは「電磁誘導」を解説するよ！
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また、中学２年では電気回路の学習もするね。

電気回路の学習をしたい人は下のボタンを使ってね！

それではまたね！