みなさん、こんにちは。
今日は電池と磁石を使ってモーターを作り、いろんなモノを動かしてみたいと思います。
作った後は楽しく遊んでくださいね。
ではいつものように、今回使用する素材ついて少し理解を深めていきましょう。
今回使用する素材は、電池そして磁石です。
どちらも馴染みのある素材ですね。
ご存じのとおり、電池は電気を流して機器を光らせたり、鳴らしたり、動かしたりできます。
電池にも様々な種類や大きさがありますが、こちらの投稿でも詳しく記載してますので
参考にしてください。
100均でイライラ棒 | Smart Adapter (smartadapter2106.com)
そして、磁石はくっつく性能を持っています。
磁石の種類も実はたくさんありますが、いくつか種類が言えますか？
よく目にするのは、時間がたってもくっつく性能は変わらない永久磁石かと思います。
その中でも代表的なネオジム磁石とフェライト磁石を紹介します。
この2つは、まずは素材が違います。
そして磁石としての大事な特性、くっつく力、錆びやすさなどが大きく異なります。
ネオジム磁石：くっつく力はめちゃ強いが、耐久性が無く、ちょっと高い
フェライト磁石：くっつく力はそこそこだけど、耐久性に優れてて、めちゃ安い
それぞれの用途に応じて使い分けられますね。
ところで、磁石がくっつくものって何でしょう？
金属？
でも鉄にはくっつきますが、アルミや銅、そして一部のSUSにはくっつきません。。
実は、磁石がくっつく特性は「磁性」という特性によるものです。
（詳しくは、常磁性、強磁性を持つ素材）
鉄を例にくっつく仕組みを見てみましょう。
鉄をとっても小さく砕いていくと、N極とS極の特性を持った原子が得られます。
（鉄原子の電子配置から、もともとN極、S極の特性を持っている）
ふだんは、このN極とS極がバラバラに配置されてて、強さを打ち消し合ってるので
鉄そのものが磁石にはなりません。
ところが、磁石を近づけるとN極とS極の方向がそろうため、くっつくのです。
そしてもう一つ、今回の実験に関わる磁石の重要な特徴をお話しします。
それは、
電気と組み合わせてモノを動かせる
ということです。
電流、磁界（磁石の方向）、力にはそれぞれ関連があり
フレミングの法則に従って、今回の実験のようにモノを動かしたり、
逆に発電したりすることができます。
それでは、実験に進んでいきましょう。
まず、
・単3の乾電池
・コイン型のネオジム磁石（12－16㎜φ）
・銅線（アルミ線でも可、0.9㎜くらいがうまく回ります）
を準備ください。
すべて100均で入手できます。
作り方は、
①電池の－側にコイン型ネオジム磁石をくっつけます
複数の磁石をくっつけた方が磁力が強くなり、大きな力が発生しますが
強すぎるとワイヤーが飛んでいくのでバランスを取ってください。
そして
②銅線を曲げてお好みの形状に仕上げてください（ここが難関です）
電池の＋極の凸に乗せるので、バランスがとれるよう上手に調整ください。
電池の凸に嵌るナットを使うのも良いかもしれません。
③あとは銅線を電池に乗せれば自然と回り始めます。
応用実験としてもうひとつご紹介します。
①ちょっと長めの銅線でコイルを作成し
②電池の両側にネオジム磁石をくっつけて
③マイナス側からコイルに通す
すると、コイルのトンネルを電池のロケットが進んでいきます。
電池の重量は軽い方が動きやすいので、同じ電圧でサイズが小さい単5がおススメです。
また、コイルの内径と磁石の径が形成される磁界に影響するので、
14㎜φのネオジム磁石を使用し、15～16㎜φの棒に巻き付けてコイルと作ると
バランスよく動いてくれます。
では、楽しく学びながら遊んでください。
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