電流が流れている間だけ磁石になる電磁石。わたしたちの生活に身近な家電製品のモーターなどにも使用されています。作り方はとても簡単なので自由研究の実験にもぴったりのテーマです。
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テーマ、タイトル
電磁石で磁力の実験
自由研究を選んだきっかけ
鉄道や新幹線が大好きで特にリニアモーターカーに興味あり調べていました。リニアモーターカーは電磁石の力を利用して浮いて走行しているそうです。電磁石の磁力について自由研究で実験してみたいと思いました。
自由研究にかかる日にち・場所・道具
日にち
1～2日
場所
自宅
道具
エナメル線、釘（長さ5～8㎝の太いもの）、ストロー、クリップ、虫ピン、やすり、セロハンテープ、単三電池×2
電磁石（コイル）の作り方
（１）ストローにエナメル線をすき間がないように巻き付けます。端までいったら折り返して巻き重ねます。
（２）100回巻いたら巻きはじめと巻き終わりがほどけないようにセロハンテープで固定します。
（３）エナメル線の両端2㎝くらいを紙やすりでこすってエナメルをはがします。
実験方法
（1）作ったコイルに乾電池つなぐとどうなるか？
（2）コイルだけの場合とストローの中に鉄芯を入れた場合で磁力は異なるか？
（3）エナメル線の巻く回数をを100回、200回、500回と変えた場合で磁力は異なるか？
（4）単三電池1個と2個を直列でつないだ場合では磁力は異なるか？
（5）磁極があるか方位磁石で確かめる。
自由研究の仮説
（1）コイルだけでは磁石にならないと思った。
（2）コイルだけの場合は磁石にならない。鉄芯を入れた場合は磁力が発生する。
（3）エナメル線の巻く回数が多ければ多いほど磁力は強くなる。
（4）単三電池2個の方が磁力は強くなる。
（5）磁石なので磁極はある。
自由研究の結果
（1）コイルに乾電池つないでクリップを近づけてみたがくっつかなかった。虫ピンで試すと少し引っ張られるような感じがあり、方位磁石も近づけるとわずかに反応があったので全く磁力がないわけではない。
（2）鉄芯を入れた場合はコイルだけに比べると強く磁力が発生し、クリップも持ち上げられるくらいくっついた。
（3）エナメル線の巻く回数が増えるほど磁力は強くなった。100回でクリップ3個、200回でクリップ7個、500回でクリップ10個
（4）単三電池2個の方が磁力は強くなった。単三電池1個でクリップ3個、単三電池2個でクリップ5個
（5）方位磁石で極を確認すると巻きはじめはN極、巻き終わりはS極になった。乾電池の向きを逆にすると巻きはじめはS極、巻き終わりはN極になった。
自由研究をしてみてわかったこと
エナメル線の巻く回数が多くなるほど磁力はつよくなり、乾電池2個にすることで電流が強くなり磁力も強くなることがわかった。乾電池をつながないと磁石の働きをしなくなり、乾電池のつなぎ方で磁極を変えることもできました。モーターは電磁石の働きを利用したものが多く、掃除機や換気扇などの身近な家電製品に使われているそうです。
自由研究の感想
リニアモーターカーで電磁石の働きを利用していると知った時は電磁石が特別なものに感じたが、自由研究の実験で電磁石の仕組みがわかり、生活に必要なたくさん家電製品に利用されていることを知って電磁石がとても身近に感じました。
この研究をステップアップ！
●電磁石を使って工作でリニアモーターカーを作ってみよう。
●電磁石を使ってモーターを作ってみよう。
自由研究向けキット
電磁石の働きをさらに詳しく実験することができます。
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