Neula liikkuu ilman paristoa? Kelan ja magneetin ihmeellinen koe (sähkömagneettinen induktio)

Olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Joka päivä on koe.

Mukana ei ole paristoa eikä pistorasiaa, mutta kun magneettia viedään käämin lähelle, johtimeen syntyy sähkövirta. Vaikka olen nähnyt tämän monta kertaa, huudahdan silti joka kerta: ”Häh?!” Tätä ilmiötä kutsutaan sähkömagneettiseksi induktioksi (japaniksi denji yūdō). Kun magneettia viedään käämiä kohti, virtaa kulkee. Kun magneetti pysäytetään, virta lakkaa, ja kun magneettia vedetään pois, virta alkaa taas kulkea. Eikö olekin ihmeellistä, että oman käden liike-energia muuttuu sähköenergiaksi? Tässä artikkelissa esittelen kokeen, jonka avulla pääset itse kokemaan sähkömagneettisen induktion.

Aloitetaan opettajan demonstraatiolla

Ensin opettaja teki demonstraatiokokeen. Siinä käytettiin paskal-johdinta (japanilaisissa kouluissa yleinen pehmeä kuparijohdin). Johdin kytkettiin galvanometriin (herkkään mittariin, jolla voi havaita aivan pieniä virtoja), ja johtimen lähellä liikuteltiin magneettia edestakaisin.

Seuraavaksi johdin kierrettiin kelaksi, ja koe tehtiin samalla tavalla. Kiinnitä huomiota siihen, miten galvanometrin neulan heilahdus eroaa, kun käytössä on pelkkä suora johdin ja kun käytössä on kela.

Oppilaiden vuoro: kokeile itse!

Sen jälkeen oppilaat pääsivät tekemään kokeen omin käsin.

Tarvitset

・paskal-johdinta
・kelan
・sauvamagneetin
・galvanometrin

Työohje

１　Liikuta magneettia kelaa kohti ja siitä poispäin ja seuraa, miten galvanometrin neula liikkuu.

２　Muuta magneetin liikettä ja tee koe uudelleen (liikuta sitä nopeasti ja hitaasti).

３　Vaihda kela sellaiseen, jossa on eri määrä kierroksia, ja toista koe.

４　Aseta kaksi magneettia päällekkäin ja toista koe.

Mitä kokeesta kannattaa huomata

Kun teet kokeen, kiinnitä huomiota seuraaviin asioihin.

Mihin suuntaan neula heilahtaa, kun magneettia viedään lähemmäs, ja mihin, kun se vedetään kauemmas? Yleensä suunnat ovat vastakkaiset. Kun magneetti pysäytetään, neula palaa nollaan. Virta kulkee siis vain silloin, kun kelan sisällä oleva magneettikenttä (tila, jossa magneetin voima vaikuttaa) muuttuu.

Kun magneettia liikutetaan nopeasti, neula heilahtaa voimakkaammin. Mitä nopeammin magneettikenttä muuttuu, sitä suurempi on syntyvä virta (indusoitunut virta). Neulan heilahdus kasvaa myös silloin, kun kelan kierrosten määrää lisätään tai kun magneetteja pinotaan kaksi päällekkäin voiman kasvattamiseksi. Jos teet ensin arvauksen ja vasta sitten kokeen, tulos tuntuu paljon hauskemmalta!

Sähkömagneettinen induktio arjen apuna

Tämä periaate pitää yllä arkeamme. Voimalaitosten generaattorit tuottavat sähköä magneettien ja kelojen suhteellisen liikkeen avulla. Pyörän dynamo, kosketuksettomat IC-kortit, joilla maksetaan ja kulkuoikeudet tarkistetaan, sekä älypuhelinten langaton lataus hyödyntävät kaikki sähkömagneettista induktiota. Pieni koe luokkahuoneessa liittyy siis suoraan yhteiskunnan suuriin toimintoihin.

Yhteydenotot ja tilaukset

Tuodaan tieteen ihmeet ja hauskuus lähemmäs arkea! Kokoan tälle sivustolle hauskoja tiedekokeita, joita voi tehdä kotona, sekä vinkkejä niiden onnistumiseen. Selaile ja etsi rohkeasti!
・Tieteen ideapankin sisällöstä on tehty kirja. Lue lisää täältä
・Sivuston ylläpitäjästä Ken Kuwakosta voit lukea täältä
・Kaikenlaiset työtilaukset (kirjoittaminen, luennot, kokeilutunnit, TV-ohjelmien asiantuntijatyö ja esiintymiset jne.) täältä
・Päivitystiedot artikkeleista jaetaan X:ssä!

Tieteen ideakanavalla julkaistaan koevideoita!

１０月のイチオシ実験！

紙コップジャイロ飛行機を作ろう！

テレビ番組監修・イベント等のお知らせ

• 10月27日（火） テレビ監修番組放送予定
• 11月27日（金）　テレビ監修番組放送予定
• 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。