ワークショップ:磁石と電気の不思議な関係

担当者

八木博子(九州先端科学技術研究所)


到達目標

あたりまえのことをあたりまえと思わないで、なぜだろうと考えること、これが科学する心です。

今回は身近にある磁石から、科学する心を育てることが目標です。なぜ磁石は鉄を引きつけるのでしょうか。

さらに実験を通して、電気から磁石が生まれ、磁石から電気が生まれる不思議にチャレンジします。


実施内容の概要

  1. はじめに:いろいろな磁石とその性質

    天然の磁石をはじめいろいろな磁石に触ってみましょう。共通点は鉄を引きつけることと、引きつけあったり反発しあったりすることですね。

  2. 磁石の用語を覚えよう

    これから磁石の実験をしていくうえで必要な言葉(用語)を覚えましょう。
    磁気(磁力)・磁極・磁力線・磁界(磁場)

  3. N極・S極と磁力線の様子

    磁力線は直接触ることはできませんし、目で見ることもできませんが、中心に細い鉄線が入ったモールを使うとその様子がわかります。
    もし磁石を半分に割ったらどうなるでしょうか、予想してみてください。
    またN極はいつも北をさすので方位磁針として利用されてきました。なぜ決まった方向をさすのでしょうか。

  4. 鉄はどうして磁石につくのだろう

    同じ金属でも磁石につくものとつかないものがあります。
    鉄と磁石の関係をさぐってみましょう。

  5. 電磁石をつくってみよう

    今まで学んだ磁石と同じ性質のものが、エナメル線と電池でつくれます。電気と磁気の関係があることに注目しましょう。
    さらに、電磁石と永久磁石で「動き」をつくります。

  6. 電気ブランコの不思議

    電磁石と同じエナメル線でつくったコイルと永久磁石で、「動き」を電気ブランコで再現します。電流の向きや永久磁石の磁界の向きで、ブランコのふれる向きが変わることに注意しましょう。

  7. コイルモーターをつくろう

    電気ブランコの「動き」を回転する方向にかえる工夫をして、コイルモーターをつくってみましょう。
    電流の向きや永久磁石の磁界の向きで、コイルモーターの回転の向きが変わることに注意しましょう。

    実際に使われているモーターは、回転力を上げるためにいろいろな工夫がされて使われています。
    模型用モーターの内部(3極モーター)に触ってみましょう。

  8. スピーカーをつくってみよう

    コイルと永久磁石を近づけておきます。コイルに流す電流の向きを細かく変えると、N極S極も細かく入れ変わり永久磁石と引きつけあったり反発しあったりで振動が生まれ音になります。
    この音を大きくする工夫をすればスピーカーになります。

  9. おわりに:磁場の中でコイルが動くと電気がうまれる

    手回し発電機でラジオ(電子オルゴール)を鳴らしてみましょう。磁石から電気がうまれるこの原理は、原子力発電所でも同じです。
    私たちが日ごろ何気なく使っている電気も、磁石のパワーがもとになっていたのですね。
    全体を通してのまとめをしましょう。


事前に準備しておいて欲しいこと

磁石やモーターについて、今まで学習したことがあれば復習しておきましょう。

読んでおくと役に立つ参考書など

特にありません。

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