物理理科電磁気学・光学・天文学

磁界と電流から回転を生み出す「モーターの仕組み」を理系ライターがわかりやすく解説

今回のテーマは「モーターの仕組み」。「モーターを動かすのに必要なものは?」「電流」「正解だ」「でももう一つ大事な要素があるぞ?」

そう、磁石です。モーターが回転するためには、電流と磁界が必要。モーターは、磁界があるところに電流を流すと働く力(電磁力)をうまいこと回転に変換している。

この記事では、磁界、電流と電磁力の関係を表した「フレミング左手の法則」について解説した後、それをどんな風に回転に利用しているかを理系ライターのR175と解説してくぞ。記事中では何回もフレミングの左手の法則が出てくるので、おさらいのチャンスです。

ライター/R175

理科教員を目指す理系ライター。エンジニアの経験を活かし、教科書の内容を実際の現象に結び付けて分かりやすく説明する。

1.モーター回転の原動力

image by iStockphoto

モータの回転には、磁界があるところに電流を流すと発生する力「電磁力」を利用しています。

*磁界は、「磁石がそばにある場所」をイメージしてください。

「電磁力」の向きや大きさは、電流や磁界の向き、大きさによって決まります(フレミング左手の法則)。

モータは、この「電磁力」が常に回転方向に働くような構造になっています。

次項では、まずモータ回転の原動力となっている「電磁力」について見ていきましょう。

2.フレミング左手の法則

2.フレミング左手の法則

image by Study-Z編集部

ここではモーターの原理に直結する「フレミングの法則」を見ていきましょう。

フレミングの法則

磁界の向き

電流の向き

力の向き

の関係を表したもの。

磁界は「磁力」が発生する「場所」。

磁界のある場所に鉄など「磁石にくっつくもの」を置くと、どこかに吸い寄せられていくものとイメージしてください。

イラストに示すように、右方向に磁界があるところに、前後方向に電流を流すと力は上向きに働きます。

さてここで、左手の親指、人差し指、中指をイラストのような形にしてください。電流の向きが中指、磁界の方向が人差し指、力の方向が親指となります。

\次のページで「3.電磁力を回転に利用する」を解説!/

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