手回し発電機の回す向きと速さを安全に比べよう

手回し発電機は、回す向きで電流の向きが変わり、回す速さで出力が変わります。装置を傷めず、公平に比べる手順を身につけます。

このレッスンの役割

第2段階です。前に捉えた発電現象を、再現できる観察へ変えます。操作と結果を記録し、次へ回転と磁界変化を結ぶ証拠を渡します。

最初にハンドルが滑らかに動くか、導線が正しくつながっているか、検流計のゼロ点を確認します。二台の発電機をつなぐ場合も、急に強く回しません。LEDには向きがあり、逆向きでは光らないことも記録します。

回す向きの影響では、速さと接続をそろえます。速さの影響では、同じ向き、同じ時間、同じ負荷で回します。向きは検流計の左右、出力の大きさは最大振れや明るさで比べます。

負荷を豆電球からLEDへ変えると、部品の性質まで変わります。回す速さと負荷を同時に変えた結果から、速さだけの効果は決められません。

時計回りで＋4目盛、反時計回りで－4目盛なら、回す向きを逆にすると電流方向が逆になると分かります。同じ向きでゆっくり＋2、速く＋6なら、向きは同じで出力が大きくなったと読めます。

確認1：回す向きの影響を調べるとき、何をそろえますか？

速さ、接続、負荷、測定方法をそろえます。

確認2：速さの影響では何を変えますか？

回す速さだけを変えます。

確認3：強く無理に回してはいけないのはなぜですか？

歯車や接続機器を傷めたり、過大な電流を生じさせたりするおそれがあるからです。

回す向きと速さを分けて比較すれば、電流の向きと出力の違いを説明できます。次は内部のコイルを通る磁界の変化をモデル化します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。