モーターを回すと電気が生まれる!? 発電機と表裏一体の意外な関係
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
電池をはずしてモーターを回すと、何が起こるでしょう?
モーターに乾電池をつなぐと、モーターは回転します。
「そんな当たり前のことを言って、どうするの?」と思うかもしれません。では、電池をつながずに、モーターの軸を指の力で無理やり回したら、どうなると思いますか? 実は、ここに電気の世界の大きな秘密が隠れています。
やり方はとても簡単です。モーターの軸を指でつまんで回すだけです。ただ、指だけでは回転を速くするのが難しいので、軸に棒を押し当てて回してみました。棒をこするようにすると、指よりずっと勢いよく回すことができます。
この状態で、モーターを電流計につないで軸を回してみると、なんと電流が流れました。電池はどこにもつながっていないのに、電気が生まれているのです。こちらの動画をご覧ください。
このモーターを別のモーターにつなぎ、最初のモーターの軸を回してみました。すると、つないだほうのモーターの軸が回り始めました。
回したモーターで電気が生まれ、その電気が導線を通って、もう一つのモーターを動かしたのです。電気のバトンリレーのようですね。
モーターと発電機は表と裏の関係
そう、モーターと発電機は、表と裏のように一体のものだったのです。
モーターの中には、磁石とコイル(導線をぐるぐる巻いたもの)が入っています。コイルに電流を流すと、磁石の力を受けてコイルが回ります。これがモーターのしくみです。反対に、磁石のそばでコイルを回すと、コイルの中に電流が生まれます。これが電磁誘導とよばれる現象で、発電機のしくみです。同じ部品で、電気から回転を生み出すことも、回転から電気を生み出すこともできるのです。
身近な例では、手まわし発電機の中にはモーターが入っています。ハンドルを回して豆電球につなげば、豆電球が光る「発電機」として働きます。
ところが、手まわし発電機の端子に電池をつなぐと、今度は何もしていないのにハンドルが勝手に動き出します。発電機のつもりで使っていたものが、モーターとして働きはじめるのです。
身のまわりにも「モーターで発電」がいっぱい
このしくみは、実は私たちの生活の中でも大活躍しています。たとえば、電気自動車やハイブリッド車は、ブレーキをかけるときにモーターを発電機として使い、電気を生み出して電池に蓄えています。電車でも、ブレーキのときに発電して電気をためる回生ブレーキというしくみが使われています。走るために使っていたモーターが、止まるときには発電機に変身するのです。
発電所の発電機も、基本は同じです。水の力や蒸気の力で大きな軸を回して、電気を生み出しています。実験で指と棒で回した小さなモーターと、巨大な発電所の発電機は、じつは仲間なのですね。
みなさんも、おもちゃのモーターを使って、ぜひ試してみてください。いつも電気で動かしているモーターを、自分の手で回して電気を作る体験は、きっと忘れられないものになりますよ。
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