「電気と磁気が生む力」@マチラボ (2023/11/06)

【実施場所】探求フリースクール マチラボ
【日時】11月6日 13:00-15:00

【全体概要】
中学生4名とインターン/スタッフ4名の計8名の参加で、単極モーターの工作と実験の授業を行ないました。単極モーターは電池と1個の磁石、銅線だけで作れるものです。マチラボでの実施は今年2回目ですが、今回も和気あいあいのアットホームな雰囲気で楽しく体験型授業を行なうことができました。

【授業のポイント】
① 身近にあるモーター応用製品のリストアップと2極モーターデモ。
② 単極モーターの工作作業。
モーターの回転子となる銅線の加工が核心で丁寧な手作業が求められます。近年、学校では手先を使う機会が激減しているため、モーターが見事に回ることは大きな達成感となるでしょう。悪戦苦闘の末、勢いよく回せた生徒、ゆったりした回転となった生徒、各人それぞれでした。
③ 方位磁石による磁力線探査実験。
方位磁石のN極が磁力線の向きを示すことを原理原則として、磁石周りと直線電流周りの磁力線を調べ、応用としてモーター周りの磁力線を探査。原理原則に基づいて未知の領域を調べる体験です。応用探査の結果がなぜ銅線が回るかの基礎知識になります。
④ フレミングの左手の法則の座学学習。
磁力は非接触にも関わらず作用する力で磁石同士ではゴムのような不思議な感触です。この不思議な弾力と磁力線とを結びつけて直観的な法則理解を目指しました。

【振り返り】
家電製品の多くにモーターが使用されていることを知らずに育った生徒達にはモーターの応用製品を知ることや基本的な2極モーターの動作を見ることはちょっとした驚きのようです。また銅線加工の微妙な形の調整はcut & tryで考えながら修正する良い機会になったことでしょう。なぜ銅線に回転力が生じるかをスムーズに説明する点は今後の改善点として見つかりました。

銅線の加工作業風景
銅線加工で悪戦苦闘
回りそうな予感