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電動機(モーター)の回転原理

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電動機は、コイルに働くフレミングの左手の法則によって回転する。
直流電動機、誘導電動機の回転する理由もこれを利用している。

回転原理

電動機(モーター)はコイルを流れる電流に磁界が作用することでコイルに力が働き、回転します。

図1 コイルが回転する原理(クリックで拡大できます)図2 電流のまわりにできる磁界

導体を流れる電流の周りには磁界ができる(図2参照)ので、磁石の作る磁界お互いに作用し、コイルに力が働くことを利用し、回転する機械を電動機(モーター)と呼びます。

フレミングの左手の法則

磁界の中を流れる電流には力(電磁力)が働きます。

このはたらく力の向きは、フレミングの左手(図3)によって知ることができます。

図3 フレミングの左手の法則

電磁力の大きさ

電磁力の大きさは、次の式で求めることができます。
$$f=BIlsin\theta$$

$$磁束密度B[T]、電流I[A]、磁束中の導体の長さl[m]とする$$

図4 磁束中を流れる電流にはたらく力の大きさ

 

まとめ
  • 電動機とは、電磁力を利用して電気エネルギーを機械的エネルギーに変える機械のこと
  • コイルが回転するのは、コイルに流れる電流に生じる磁界と磁石の磁界が作用し電磁力が働くため
  • 電磁力の大きさは、磁束密度、電流、導体の長さの積で表され、力の向きはフレミングの左手の法則で求められる

 

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