Näe magneettikenttä Pascal-johdolla! Sähkövirran näkymättömän voiman salaisuus

Olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on kokeilupäivä.

Miten opetatte oppilaille sähkövirran ja magneettikentän välistä yhteyttä? Opeteltavana on monia sääntöjä, kuten ”oikean käden ruuvisääntö” ja ”Flemingin vasemman käden sääntö”, mutta näkymättömän magneettikentän olemassaolon havainnollistaminen oppilaille ei ole aina helppoa.

Tällä kertaa esittelen kokeen, jossa tarkastellaan suoran sähkövirran ympärille muodostuvaa magneettikenttää Pascalkabelilla. Pascalkabeli on erityinen johto, jonka sisällä on 10 rinnakkain kytkettyä sähköjohtoa. Vaikka siihen syötettäisiin näennäisesti vain 1 A:n virta, se käyttäytyy ikään kuin siinä kulkisi 10 A:n virta. Sen avulla voidaan synnyttää voimakas magneettikenttä pienemmällä sähkövirralla ja nähdä magneettikentän muoto paljon selvemmin.

Katsokaa tämä video. Johdon ympärille syntyy voimakas magneettikenttä, joten kentän voi havaita helposti asettamalla sen ympärille kompassineuloja.

Tavallisella sähköjohdolla näin voimakasta magneettikenttää on vaikea saada aikaan, joten koe ei onnistu yhtä näyttävästi.

Tarvikkeet

• Pascalkabeli: Suoran sähkövirran aiheuttaman magneettikentän tarkkailuun ihanteellinen on noin 10 metrin pituinen johto.
  Lisätietoja Pascalkabelista löydät täältä. Sen valmistamiseen sopivaa johtoa, kuten Fujikaisen VCTF 0.3sq×10-ytiminen johto, voi ostaa Amazonista.

1本で10本分！？ 安全に「30アンペア級」の磁場を体験できる「パスカル電線」の作り方

• Virtalähde (tasavirta): 2 kpl
• Paksu kartonki: Pascalkabelin läpivientiä varten. Sen kannattaa olla riittävän suuri ja paksu, jotta sen voi kiinnittää koepöytään.
• Kompassit: Useamman kompassin avulla magneettikentän suunnan voi nähdä samanaikaisesti eri kohdissa.
• Rautajauhetta (tai Magchip-hiukkasia): Magneettikentän muodon näkyväksi tekemiseen.
• Sähköjohto: Virtalähteen ja Pascalkabelin yhdistämiseen.
• Teline ja kiinnikkeet: Pascalkabelin kiinnittämiseen.
• (Tarvittaessa) banaanipistokejohto ja hauenleukaliittimet: Johdotusten helpottamiseen.

Kokeen suorittaminen

Katsotaan seuraavaksi, miten koe tehdään käytännössä.

Pascalkabelin levittäminen luokkahuoneeseen

Ensin Pascalkabeli yhdistetään tasavirtalähteeseen ja johdetaan luokkahuoneen poikki. Olen joskus käyttänyt telineitä, mutta niitä ei välttämättä tarvita.

Kun kaksi virtalähdettä kytketään sarjaan, johdossa voidaan saada kulkemaan suurempi virta. Jos kokeilette tätä, pyydän kuitenkin huomioimaan, että vastuu kokeen turvallisesta toteuttamisesta on kokeen suorittajalla.

Tässä näette, miltä koe näyttää käytännössä.

Magneettikentän tarkkailu kompasseilla:

Aseta useita kompasseja paksun kartongin ympärille. Kun kompassit asetetaan ympyrän muotoon Pascalkabelin ympärille, magneettikentän suunta on erityisen helppo havaita. Tässä tilanne ennen sähkövirran kytkemistä.

Kun virta kytketään, tilanne näyttää tältä.

Kokeilin myös asettaa johdon ympyrän muotoon ja ripotella sen ympärille rautajauhetta.

Kun rautajauhetta on ripoteltu päälle ja levyä kopautetaan kevyesti,

syntyy kuvio.

Kun kuvaa suurennetaan,

rautajauheen muodostamat kuviot asettuvat renkaan muotoon.

Kun alueelle asetetaan kompassi, myös magneettikentän suunta käy selvästi ilmi.

Tämän kokeen avulla oppilaat voivat syventää useita tärkeitä fysiikan ja luonnontieteiden käsitteitä.

Sähkövirran ja magneettikentän välinen yhteys: Kun sähkövirta kulkee johtimessa, sen ympärille syntyy magneettikenttä.

Magneettikentän suunta: Suoran virtajohtimen ympärille syntyvä magneettikenttä muodostaa samankeskisiä ympyröitä virran suunnan ympärille oikean käden ruuvisäännön mukaisesti.

Magneettikentän voimakkuus: Mitä suurempi sähkövirta on, sitä voimakkaampi magneettikenttä syntyy (Pascalkabelin vaikutus).

Magneettikentän viivat: Rautajauheen muodostama kuvio havainnollistaa magneettikentän viivoja. Magneettikentän viivat lähtevät pohjoisnavasta ja päättyvät etelänapaan muodostaen suljetun kokonaisuuden ilman katkoja.

Käämin magneettikenttä: Kun käämissä kulkee sähkövirta, sen sisälle syntyy lähes tasainen magneettikenttä, kun taas käämin ulkopuolella muodostuu sauvamagneettia muistuttava magneettikenttä.

Pascalkabelin avulla tällaisesta kokeesta saa näyttävän ja helposti havainnollistettavan. Sille löytyy varmasti monenlaisia käyttötarkoituksia – kokeilkaa rohkeasti!

Yhteydenotot ja työpyynnöt

Tuodaan tieteen ihmeet ja kiinnostavuus lähemmäs arkea! Sivustolla esittelen hauskoja luonnontieteellisiä kokeita, joita voi tehdä myös kotona, sekä annan vinkkejä niiden toteuttamiseen. Tutustukaa ja etsikää sivustolta erilaisia kokeita!
・Tietoa sivuston ylläpitäjästä Ken Kuwakosta löydät täältä
・Erilaiset työpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, televisio-ohjelmien tieteellinen valvonta ja esiintymiset jne.) löytyvät täältä
・Saat tiedon uusista artikkeleista X:ssä!

Tiedeaiheisella kanavallani julkaisen videoita erilaisista kokeista!

９月のイチオシ実験！

お弁当箱をプラバンがわりにしてキーホルダーを作ろう！

プラスチックお弁当箱を使ったキーホルダー作り！

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• ８月２７日（木）科学監修番組放送予定
• ９月２０日（日）ダビンチマスターズ出演予定
• １０月１０日（土）11:15~12:00　千葉市科学フェスタ2026「桑子先生の回転科学ショー」にてサイエンスショーを行います。
• 12月26日（土）　ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催

書籍のお知らせ

• 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
• 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）…　高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。

各種SNS（更新情報をお届け！）

【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook　【英語】BlueSky／Threads

Explore

• 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
• 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
• Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
• 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
• 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
• About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
• お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。