モーターを分解したら、出てきたのはコイルと磁石だけ!回る力のひみつ
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
モーターを分解して、中をのぞいてみました。「きっと複雑な機械が入っているはず」と思っていたのに、出てきたのは、コイルと磁石だけ。この2つだけで、扇風機も、電気自動車も、ドローンも動いているのです。
モーターの中には何が入っている？
磁石は、モーターのケースの外側に張り付いていました。またコイルは、鉄心に巻き付けられていました。さらに、金属でできた整流子(せいりゅうし)の部分もよく見えました。
つまり、動かない磁石が外側にあり、その内側で、コイルを巻いた鉄心が回転する形になっています。電気を流すとコイルが回り、その回転がモーターの軸から外に取り出されるのです。
電流が磁界から受ける力で回る
モーターは、電流が磁界から受ける力で回転する仕組みが、とてもよくわかる作りになっていますね。磁石のつくる磁界の中にあるコイルに電流を流すと、コイルは力を受けます。コイルの右側と左側では電流の向きが逆なので、受ける力も逆向きになり、コイルをくるりと回す力になります。
この力の向きは、中学校で習う「フレミングの左手の法則」で調べることができます。教科書の図が、実物の中でそのまま動いているのです。
整流子は「電流の向きを切りかえる係」
ここで活躍するのが、整流子です。コイルがそのまま半回転すると、力の向きが逆になって、回転がとまってしまいます。そこで整流子が、ちょうどよいタイミングで、コイルに流れる電流の向きを切りかえます。すると、コイルはずっと同じ向きに力を受けつづけて、回りつづけることができます。
回転の途中で電流の向きを入れかえる。この小さな工夫が、モーターの心臓部です。
クリップモーターは、1つのコイルでできています。そのため、コイルがちょうど止まりやすい位置(力がうまくはたらかない位置)があって、はじめに指で軽く回してあげないと動かないことがあります。
一方、今回のモーターは、3つのコイルが鉄心に巻かれています。鉄心の3つの部分の磁極が、回転するにつれて整流子で次々に切りかわるので、どの角度で止まっていても、かならず回る向きの力がはたらきます。だから、電流が流れはじめたら、勝手に動き出してくれるのです。クリップモーターを回したことのある人ほど、この「勝手に回る」すごさに驚くはずです。
回してみると気づくこと
分解したモーターの軸を、指でゆっくり回してみてください。ガクガク、ガクガクと、等間隔で引っかかるような手ごたえを感じるはずです。これは、鉄心が磁石に引きつけられる力のせいです。3つのコイルが3か所で磁石に引かれるので、軸が1回転するあいだに何度も「ここが落ち着く位置」ができるのです。
また、モーターは、じつは発電機にもなります。モーターの軸を指で勢いよく回しながら、端子にLEDをつなぐと、光ることがあります。電流が磁界から力を受けて回るモーターと、コイルが磁界の中で回ると電流が生まれる発電機は、同じ形をしているのです。(なお、磁石は小さくても強い場合があるので、分解するときは、指をはさまないよう気をつけてください。)
お問い合わせ・ご依頼について
科学の不思議やおもしろさをもっと身近に！自宅でできる楽しい科学実験や、そのコツをわかりやすくまとめています。いろいろ検索してみてください！
・科学のネタ帳の内容が本になりました。詳しくはこちら
・運営者の桑子研についてはこちら
・各種ご依頼（執筆・講演・実験教室・TV監修・出演など）はこちら
・記事の更新情報はXで配信中！
科学のネタチャンネルでは実験動画を配信中！
１０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
- 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。
