Yksi kaapeli, kymmenen edestä!? Koe ”30 ampeerin” magneettikenttä Pascal-kaapelilla (S-cable)
Olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on kokeilupäivä.
”Sähkö” ja ”magnetismi”. Muistatko koulun fysiikan tunneilta tutut ”oikean käden ruuvisäännön” ja ”Flemingin vasemman käden säännön”?
Oppikirjoissa nämä ovat tuttuja asioita, mutta kun kokeen tekee itse, kompassineula vain värähtää ”hieman” tai sähköjohto liikahtaa ”aavistuksen verran”. Rehellisesti sanottuna ilmiöstä on vaikea saada kovin vaikuttavaa kokemusta. Syy on siinä, että sähkön ja magnetismin maailma perustuu hyvin hienovaraisiin ja heikkoihin voimiin.
Mutta entä jos koulun laboratoriossa käytettävällä turvallisella virtalähteellä, joka tuottaa vain muutaman ampeerin virran, voisi kokea sähkömagnetismin ilmiöitä aivan kuin johdossa kulkisi kymmeniä ampeereja virtaa? Tänään tutustumme tällaiseen lähes taianomaiseen kokeiluvälineeseen nimeltä ”Pascal-sähköjohto” ja sen hämmästyttävän ”10-kertaisen tehon” salaisuuteen!
Sähkömagnetismin kokeiden pulma
Se, että sähkövirta synnyttää magneettikentän (Ørstedin löytö) ja että magneettikentässä olevaan sähkövirtaan kohdistuu voima (Flemingin laki), muodostaa modernien sähkömoottorien ja generaattorien toimintaperiaatteen perustan. Jotta tämän voiman voisi kuitenkin nähdä selvästi käytännössä, tarvittaisiin normaalisti ”kymmeniä ampeereja” virtaa – niin paljon, että tavallisen kotitalouden sulakekin voisi laueta. Koulujen kokeissa käytettävissä on yleensä korkeintaan noin 5 ampeeria. Virta jää siis liian pieneksi, jotta ilmiö olisi helposti havaittavissa. Tämän pitkään tunnetun ongelman ratkaisee hämmästyttävän oivaltavalla tavalla ”Pascal-sähköjohto”.
”Pascal-sähköjohto (S-cable) on maailman ainoa kokeiluväline, jonka avulla kaikki Ørstedin suuresta löydöstä alkavat sähkömagnetismin ilmiöt voidaan kokea edullisesti, helposti ja turvallisesti omissa käsissä.
Salaisuus on ”10 johdinta”! Näin syntyy turvallisesti kymmenkertainen voima
Pascal-sähköjohdolla voidaan esimerkiksi 5 ampeerin virralla synnyttää yhtä voimakas magneettikenttä kuin tavallisella johdolla, jossa kulkisi peräti ”50 ampeerin” virta. Saatat ajatella, että eikö noin suuri virta ole vaarallinen? Tässä on kuitenkin tärkeä yksityiskohta: ilmiöstä tulee tällainen, mutta todellinen sähkövirta pysyy edelleen 5 ampeerissa. Siksi menetelmä on erittäin turvallinen. ”En ymmärrä yhtään, mitä tässä tapahtuu!” Eikö niin? (nauraa)
Salaisuus piilee johdon rakenteessa. Ulkoapäin Pascal-sähköjohto näyttää yhdeltä paksulta sähköjohdolta, mutta sen sisällä kulkee peräti 10 ohutta johdinta. Tilasin itsekin johdon netistä ja hain tarvittavat tarvikkeet. Pascal-sähköjohdon valmistamiseen sopivia johtoja, kuten Fujikawa Electric VCTF 0.3sq×10-core, voi ostaa Amazonista.
Fujikawa Electric VCTF 0.3sq×10-core, vinyylivaippainen kaapeli (pyöreä kaapeli)
Kaapelin sisällä on näin 10 erillistä johdinta. Ne yhdistetään värien mukaan eri tavoin ja juotetaan yhteen.
Nämä 10 johdinta yhdistetään huolellisesti juottamalla niin, että ”(+) navasta tuleva sähkövirta kulkee rinnakkain (!) kaikkien 10 johtimen kautta ja poistuu (−) navasta”. ※Yksi johdin kulkee sarjaan kytkettynä edestakaisin 10 kertaa. Olennaista on, että ”10 johtimen tuottamat voimat yhdistyvät”.
（※Lisäys: Tarkka rakenne kannattaa tarkistaa viralliselta sivustolta. Olennaista on se, että virta kulkee kaikkien 10 johtimen läpi ja kunkin johtimen synnyttämät magneettikentät ”summautuvat” yhteen!）
Tällainen siitä tuli.
Jos yhden sähköjohdon läpi kulkevan 3 ampeerin virran synnyttämän magneettikentän voimakkuudeksi määritellään ”1”, Pascal-sähköjohto muodostaa yhden paksun johdon sisällä tilanteen, joka vastaa sitä, että ”10 erillisen johdon läpi kulkisi kunkin 3 ampeerin virta”. Siksi magneettikenttä (ja siihen liittyvä voima) on yksinkertaisesti 10 kertaa suurempi! Kyse ei siis ole siitä, että yritettäisiin saada aikaan valtava virta, vaan siitä, että ”10 johtimen tuottamat voimat yhdistetään”. Näin saadaan aikaan turvallisia mutta samalla näyttäviä kokeita.
Yhdistetään kaksi virtalähdettä ja kokeillaan, millainen vaikutus suuremmalla virralla saadaan aikaan. Tämän vaikutus vahvistuu vielä kymmenkertaiseksi. Esimerkiksi oikean käden ruuvisäännön kokeeseen liittyvää toteutusta voi katsoa alla olevasta linkistä.
Kompassineulan äkillinen liike on tässä kokeessa erityisen hauska kohta.
Tässä puolestaan nähdään esimerkki Flemingin vasemman käden lain kokeesta. Pascal-sähköjohto ripustetaan roikkumaan ja viedään hevosenkengän muotoisen magneetin napojen väliin. Kun sähkövirta kytketään päälle…
Sähköjohto heilahtaa ”nytk!” ja sen suuren liikkeen voi nähdä aivan selvästi. Siinä hetkessä sähkövirran synnyttämän ”voiman” voi todella tuntea ja nähdä käytännössä. Kun virta muutetaan vaihtovirraksi, johto alkaa väristä voimakkaasti. Näin Pascal-sähköjohto tekee näkymättömästä ”sähkön” ja ”magnetismin” maailmasta turvallisesti ja näyttävästi koettavan ilmiön. Se on todella hieno opetuksen apuväline, joka antaa mahdollisuuden kokea fysiikan ilmiöt aivan konkreettisesti.
Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt
Haluaisitko tuoda tieteen ihmeet ja kiinnostavat ilmiöt lähemmäs arkea? Sivustolla esittelen hauskoja kotona tehtäviä tiedekokeita ja niiden niksit helposti ymmärrettävässä muodossa. Tutustu ja kokeile hakea sivustolta erilaisia kokeita!
・科学のネタ帳 -sivuston sisällöistä on julkaistu kirja. Lisätietoja täällä.
・Lisätietoja sivuston ylläpitäjästä Ken Kuwakosta löydät täältä.
・Erilaiset yhteistyö- ja toimeksiantopyynnöt (kirjoittaminen, luennot, tiedekerhot, TV-ohjelmien tieteellinen valvonta, esiintyminen jne.) löytyvät täältä.
・Uusimmat artikkelit ja päivitykset löydät X:stä!
科学のネタチャンネル -kanavalla julkaistaan tiedekokeisiin liittyviä videoita!
９月のイチオシ実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ９月25日（金）21:00〜 かまいたちの瞬間回答！にて、科学監修を行いました。
- 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。
