コイルの回転が磁界の変化をつくる仕組みを説明しよう

発電機の内部では、磁石の間でコイルが回る、またはコイルの近くで磁石が回ります。重要なのは回転そのものではなく、コイルを通る磁界が周期的に変化することです。

このレッスンの役割

第3段階です。手回し実験の結果を電磁誘導のモデルで説明します。半回転ごとの変化を理解し、次へ一回転中の波形を読む準備を渡します。

知る：一回転を四つの姿勢で見る

コイルの面を磁界がよく通る姿勢と、ほとんど通らない姿勢が交互に現れます。回転を続けると「増える→減る→反対向きに増える→減る」が繰り返されます。

理解する：連続する電磁誘導

コイルを通る磁界が変化するたびに誘導電流が生じます。半回転すると磁界変化の向きが逆になるため、誘導電流の向きも逆になります。回転運動が続くことで、向きが周期的に変わる電流が連続して得られます。

導線が磁石とこすれて電気になるのではありません。接触していなくても、磁界の中で相対的に回転し、コイルを通る磁界が変化すれば発電できます。

例で使い、よくある誤答を直そう

コイルを半回転させた後も電流が同じ向きのまま、という説明は誤りです。コイルの姿勢が反対になり、磁界変化の向きも逆になるため、電流も反転します。

モーターでは電流と磁界から回転を得ました。発電機では回転によって磁界の通り方を変え、電流を得ます。部品が似ていても、エネルギーの入口と出口が逆です。

自分で確かめ、まとめて次へ進もう

発電機は回転で磁界変化を繰り返し、電磁誘導を連続させます。次は一回転中の変化を波形と対応させます。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。