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【2291471】電磁石について

投稿者: 秋月   (ID:v/QvZqPWINs) 投稿日時:2011年 10月 11日 14:50

電磁石の中にある鉄心を、同じ重さガラス棒に入れ替えた場合、コイルを流れる電流は弱くなるのでしょうか。
磁力が弱くなるだけで、電流は変わらないような気がするのですが、教えてください。

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  1. 【2291501】 投稿者: 直流  (ID:DlPJIwmAgcQ) 投稿日時:2011年 10月 11日 15:24

    直流なら同じ電圧をかけている限り、電流は変わりません。
    中学受験では直流まででしょうからこれでいいと思います。

    ただし交流になるとコアによってインピーダンスが変わる(=電流も変わる)可能性もあります。

  2. 【2291516】 投稿者: 秋月  (ID:skako9OSMg2) 投稿日時:2011年 10月 11日 15:41

    どうもありがとうございます。助かります。
    問題では乾電池が使われているので、直流だと思います。
    あと、ガラス棒にコイルを巻いた場合にも、
    やっぱりN極とS極は、弱いながらも一応できるのでしょうか。
    できるとしたら、発泡スチロールの上に乗せて水に浮かべれば、
    方位磁針と同じで、N極側が徐々に北に向きを変えると思いますが。
    いかがでしょうか。よろしければ教えてください。

  3. 【2318481】 投稿者: ガラス棒  (ID:VQE9RM.WKOU) 投稿日時:2011年 11月 06日 22:43

    ガラス棒にコイルを巻いた場合にもN極とS極はできますし、方位磁針と同じ働きをします。

  4. 【2389074】 投稿者: K.K  (ID:odA/eDtDSgk) 投稿日時:2012年 01月 18日 18:40

     電源が乾電池とのことですので、コイルに直流電圧をかけている場合についてだけ。

     交流のように電圧が変化すると、コイル特有の性質がいろいろが出てきて、小中学校の生徒では、扱える範囲を超えるでしょう。

     要は、コイルの中に鉄心があるかどうか、代わりにガラス棒にするかどうか、さらにはコイルの形をしているかどうかは、同じ電圧であるなら流れる電流について、一切関係ありません。真っ直ぐに伸ばしても、コイルの形でも、同じだけの電流が流れます。導線の形は関係ないのです。

     導線にも電流を流れにくくする抵抗というものがあります。導線の長さが2倍になれば抵抗も2倍、導線の長さが半分になれば抵抗も半分になります。

     電圧と抵抗と電流は、「電圧=電流×抵抗」という単純な掛け算の関係になっています。電流で書き直すと、「電流=電圧÷抵抗(=電圧/抵抗 と書いても同じですね)」です。
     コイルの抵抗は導線の長さだけで決まります。1メートルの長さの導線の抵抗が、仮に2だとすれば(単位はΩ:オームですが、省略)、5メートルなら5×2=10です。

     コイルの中の鉄心をガラスに変えても、何も入れなくても、導線の長さは変わりません。ですから、中に何がいれてあっても、電圧(直列につないだ電池で決まりますね)が変わらないですから、電流も変わりません。

     では、電磁石を作るときに、なぜコイルなのかということですが、実は真っ直ぐな導線の周りにも、導線をぐるっと回るような磁気が出来ています。コイルにするということは、電流の流れる導線が隣り合い、電流の流れる向きが同じなため、導線の作る磁気が強めあいます。

     ですので、コイルにすると、はっきりと電磁石の力を見ることができます。

     コイルの中に鉄心を入れると、同じ電流でも電磁石としては強い磁石になります。これは、大雑把な説明ですが、鉄のように磁石にくっつくものは、磁気を通しやすく、そのときは鉄自身も磁石になるため、コイルが作る磁気を更に強めることになるためです。
     おおざっぱには、鉄には電磁石のコイルの磁気が流れやすく働きがあるということです。

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