磁石の力 電磁誘導によるリニアモーターのしくみが理解できる教材
未来の子供たちのもうひとつの新幹線
リニアのしくみを知ろう
平成27年4月21日 超電導リニア車両の有人走行試験で、世界最高速となる時速603キロメートルを記録しました。
このスピードは新幹線の約2倍になります。
新幹線でも 早いのに! 東京〜大阪間を新幹線で約130分なのでリニアだと約1時間で走ることになります。
でも、、、
いったいなぜ こんなスピードが出るのでしょう???
リニアについて
「超電導磁気浮上式リニアモーターカー」は、線路を走るのではなく「ガイドウェイ」を磁石(超電導)の力で浮いて走ります。
そのため、現在の新幹線の約2倍の時速500Km、騒音や振動も少なく走ります。
■ガイドウエイって?
リニアモーターカーは線路ではなく「ガイドウェイ」を走ります。
「ガイドウェイ」には(1)前に進む(推進コイル)と、(2)浮く(3)導く(浮上・案内コイル)の3つの働きをするコイルがあり、電気を流すことでこれらのコイルは磁石になります。
「ガイドウェイ」のコイルの磁力がリニアモーターカーの「超電導磁石」と引き合ったりすることで、リニアモーターカーが浮いたり進んだりするのです。
■なぜ浮くの?
「超電導磁石」が組み込まれたリニアモーターカーが、「ガイドウェイ」を高速で通り過ぎるとき、「ガイドウェイ」のコイル(浮上・案内コイル)に電気が流れ、コイルが磁石になります。
このとき、リニアモーターカーの「超電導磁石」と「ガイドウェイ」の磁石の間に生まれる「下から押し上げる力」と「上に引っぱる力」によりリニアモーターカーが浮き上がるのです。
■壁にぶつからないの?
「ガイドウェイ」の左右にあるコイル(浮上・案内コイル)は電線によって結ばれています。リニアモーターカーがどちらか一方にずれると、 遠ざかった方には「引き寄せる力」が近づいたほうには「押し戻す力」が働き、リニアモーターカーは常にガイドウェイの真ん中にもどることができ、壁にぶつかることはないのです
■どうやってすすむの?
「超電導磁石」が組み込まれたリニアモーターカーが、「ガイドウェイ」を走るとき、リニアモーターカーと「ガイドウェイ」の磁石(推進コイル)の間に、N極とS極の引き合う力やN極どうし・S極どうしの反発する力が生まれます。この力でリニアモーターカーは前に進みます。
特別な金属を一定の温度まで下げたときに、電気がとても流れやすい状態になることを「超電導」状態といいます。
「超電導」状態の金属で作ったコイル(超電導コイル)に電気を流すと、
その電気はコイルの中を永久に流れ続け、強力な磁力を持つ、「超電導磁石」となります。
リニアモーターカーは車体にこの超電導磁石が組み込まれており、その強力な磁石の力によって、車体を浮かせたり、進んだりすることができるのです。
さっそく実験してみよう
ブログにいろいろと説明を書いてみましたが、やっぱり 百聞は一見にしかず!
右脳を使って覚える
イメージと体験で ばっちり覚えましょう
原理は簡単!
これぞ 実験のチカラです。
これから行う簡単な理科実験キットで そのしくみをより理解することができます。
電磁誘導によるリニアモーター。
レールに電流を流すと電磁力の働きにより、アルミパイプが転ることを観察できます。
組み立てて電気を通してみましょう
このパイプ どう動くかな?
ね、すぐに理解できたでしょ!
手作りリニアモーターキット
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