【電流と磁界】実践DB


4 電磁石と磁界  


◎電磁石
鉄芯に導線をまいたものを(電磁石)といいます。導線に電流を流したとき
だけ永久磁石と鉄片を引きつけ、電流を流さなければ、鉄片を引きつけません。
また、電流を大きくしていくと、電磁石は強くなって引きつけます。電磁石の
まわりの磁界は永久磁石のまわりの磁界とくらべるとどうだろう。調べてみよ
う。

 さあ、いよいよここから「電流」との関係に入っていきます。
最初に上のように、電磁石から入っていきます。電磁石のことは、すでになじ
みであろうという考えのもとです。
ここで、強力な磁石を見せたいものであるが、今回は準備不足である。(^_^;)

■ 電磁石のまわりの磁界の様子を、方位磁石を使って、また鉄粉をつかって
 調べてみよう。磁力線も書いてみよう。 
 
 ▼ 電磁石の電流の流れる向きを逆にしたら、磁界の向きはどうなりますか。

各班で実験をする。電磁石は、けっこう楽しそうである。クリップをつけてた
くさんつけてみたりして、楽しんでいる。

スイッチを入れたり切ったりして楽しむ。


鉄芯が、たりなかったので、ありあわせのドライバーをつかってみたら、この
とき、ドライバーが、グイッと引き込まれそうになる。すでに、これを楽しん
でしまっている。ここでは、ふれないでおく。

■ 電流を流したまま電磁石から鉄芯を抜きます。コイルのまわりの中や外側
 に磁界があるだろうか。

ここが、この時間のポイントである。
<予想>              1組    2組
        ア ある      4名    9名
        イ ない      多数   18名
言っている意味がすぐには理解できなかったようである。ここで、すでに、ド
ライバーが引き込まれるのを見た生徒から意見がでるかと思ったが、そうでは
なかった。しばらくすると
S『鉄がなかったら、電磁石とちがうから・・・』
S『磁化するのは、鉄、ニッケルと勉強したのだから・・・』
(゚゚)(。。)(゚゚)(。。)ウンウンこれは説得力ありましたね。2組で、意見がでたのです
が、変更が続出です。ア→イの変更は3名でした。残ったアの予想のものも、
不安な顔色に・・・。
T『うん、そうやったな、確かにアルミホイルでやったけど、あれは磁化せい
 へんかったな。これは銅やな・・・』と追い打ちをかける。ちょっといじわ
るかな。(^_^;)
さて、実験である。方位磁針をコイルの近くへもっていく。すぐさまわかった
ようである。特に予想変更をした生徒はくやしがることしきりである。

鉄芯がなくても、方位磁針が動いた。 棒磁石と同じような磁界ができている。


<マグピストルの実験2題>
では、磁界があるのなら、磁石のように、鉄をすいつけるのではと、2つの実
験をする。

(1) 試験管にクリップをいれておき、クリップが、コイルの入り口あたりにく
  るようにしておく、そして瞬間電流をながしてみる。
  クリップがピョンと飛び出すのである。
(2) ステレンス製の薬匙を(1)と同じように、コイルの入り口近くにおいてお
  き瞬間電流を流し、ピョンと向かいの口から飛び出させるのである。       

こうしておいてスイッチをいれると


(1)の方は、今回準備をしていて思いつきでやってみたが、けっこうこれは楽し
める。『飛んだ。飛んだ\(^O^)/』と大喜びである。Y(^^)ピース!
(1)、(2)もそうであるが、瞬間でなく電流を流し続けるとコイルのなかに入っ
たままでである。瞬間に電流を流すのと、最初においておく位置にちょっとコ
ツがいる。それだけに、よけいにうまくいくと盛り上がるのである。

<きまり>
  コイルに一定方向に流れる電流(直流)を流すと、そのまわりに一定の方
 向をもった(磁界)ができる。    


とまとめる。


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