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直流モーター(DCモーター)・直流発電機の仕組み

(A)直流モーター
前提知識: 磁場中を流れる電流は,磁場から電磁力という力ベクトル(自由電子に働くローレンツ*1の総和)を受ける。その力ベクトルの向きの当て方がフレミングの左手の法則であり,「長い方から電・磁・力」「短い方からF・B・I」などと覚える。

電流が受ける電磁力の向きを随時考えることで,モーターが時計回りに回り続ける仕組みを理解できる。交流モーターにはブラシ・整流子はない。

(B)直流発電機
前提知識: コイルを貫く磁力線の本数が変化するとそれを妨げる向きに誘導起電力が発生する。(レンツの法則)

先程の装置から電池を外し,抵抗を繋ぐ。モーターの回転に伴って,コイルを貫く磁力線の数が変化する。レンツの法則からそれを妨げる向きに誘導起電力が発生する。ブラシ・整流子により半回転ごとに電流の向きが変わり,直流電流が取り出せる。

・追記
ローレンツ力の発生原因が分かりませんでしたが,4つの相互作用のうちの1つと捉える以上にないんでしょうか。

*1:陰極線の進路に垂直に磁場をかけると,陰極線が曲がる。陰極線の正体は電子であり,電子が磁場から受ける力をローレンツ力という。