ミッション 1
向きが入れかわる電流
磁石を回転させて、コイルに流れる電流の向きの変化を見る。
- 磁石が回転しています。「電流の向き」の表示と、導線の中の電子の動きを見よう。
- 「起電力の波形」は、どんな形になっている?
見るところ電流の向きが入れかわるようすと、波形の形。
やってみたら開こう:わかること
磁石が回転すると、コイルの中の磁界の向きと強さが周期的に変化し、電流の向きが周期的に入れかわる。このような電流を交流という。家庭のコンセントの電流は交流。
実験道具 / 中学2年 物理
コイルの間で磁石を回転させて、コイルに流れる電流(誘導電流)と、起電力の波形を見よう。回転の速さやコイルの巻数を変えると、豆電球の明るさや波形が変わります。
全4ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。
中心の磁石が回転すると、外側の2つのコイルを貫く磁力線が変化し、誘導電流が発生して豆電球が光ります。
やってみよう
上から順に進めると、少しずつわかるようになっています。「このミッションを始める」を押すと、ミッションの始めの状態になります。続きは自分で操作しよう。
ミッション 1
磁石を回転させて、コイルに流れる電流の向きの変化を見る。
見るところ電流の向きが入れかわるようすと、波形の形。
磁石が回転すると、コイルの中の磁界の向きと強さが周期的に変化し、電流の向きが周期的に入れかわる。このような電流を交流という。家庭のコンセントの電流は交流。
ミッション 2
回転の速さを変えて、起電力の大きさと波形をくらべる。
見るところ波形の山の高さ(起電力の大きさ)と間隔(周期)。
磁石を速く回すほど、磁界の変化が速くなり、起電力(電流)が大きくなる。向きが入れかわる回数(周波数)も多くなる。
ミッション 3
磁石の回転を止めて、電流のようすを見る。
見るところ回転を止めたあとの電流。
磁石が止まっていると、コイルの中の磁界は変化しないので、誘導電流は流れない。発電には、磁界を変化させ続けることが必要。
ミッション 4
コイルの巻数を増やして、起電力の大きさをくらべる。
見るところ巻数と波形の山の高さ。
コイルの巻数が多いほど、大きな起電力(電流)が得られる。発電所の発電機も、磁石とコイルの電磁誘導で電気をつくっている。
| わかること | |
|---|---|
| 発電機 | 磁石(またはコイル)を回転させ、電磁誘導で電流をとり出す装置 |
| 交流 | 向きと大きさが周期的に変わる電流。発電機でつくられる |
| 大きな電流を得るには | 速く回す・強い磁石・巻数の多いコイル |
乾電池の電流のように向きが変わらない電流は直流といいます。
この実験道具は、現役の理科の先生が作ったシミュレーターを、作者の許可を得て理科ラボ向けに編集したものです。値や動きは学習用の模型で、実際の実験の結果と同じになるとは限りません。