整流子モーター


【目的】
 整流子による電流の逆転のメカニズムを学習させる。
【教科・単元】
 物理T
【工夫した点】
・ 整流子の部分にはんだ付け可能な銅テープを,ブラシの部分にスズめっき線を使用することで滑らかな回転を得られた。
・ フェライト磁石で十分高速回転が可能なようにした。
【準備】
 ホルマル線(直径0.5o),乾電池(3個),乾電池ホルダー(3個),フェライト磁石(2個)アルミ棒(直径5.0o程度,長さ15.0cm程度),銅テープ(幅1cm,長さ鉄芯と同じ大きさ)
 画鋲(2個),ペットボトル(2個),パイプ(内径アルミ棒が入る大きさ,直径1cm)ホットボンド又は接着剤,はんだごて,はんだ,紙やすり
【組立て】
@ 整流子の作成
 整流子を下図のように作成する。磁石の影響がないように軸はアルミ棒を用いる。また,加工もしやすい。
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 A コイルを,0.5oのホルマル線を約40回巻いて4cm×5〜6cmの方形に形を整えて作る。
 B ブラシは途中で5回程度ばね状に巻き,弾性を持たせる。
  0.5o程度のホルマル線で良いができればスズめっき線が整流子との接触が良い。
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【実験】
 次のような観察・実験が可能である。
 ・ 磁石の位置と整流子の位置関係を調べる。
 ・ 回転の向きについて予測する。
 ・ 磁石を上下に置く。磁石を重ねる。
 ・ 手で回転軸を押さえ,回転を下げて電流を測定する。回転が速いとき,電流が少ない理由を考察する。
【留意点】
 鉄製アングルの軸受部分には,グリスを差した方が良い。機械油は,流れてしまうので不向きである。


【参考】
 コイルを手で回転させた場合,検流計で確認できる程度の電圧が生じる。