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不思議なモーター
CC_Tの回答
- CC_T
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No.22 補 さてと。 小さな磁石でも、集めると見かけ上１つの大きな磁石としてふるまうのはご存知ですよね？ 複数を重ねたり、並べたりすると磁力がUPするってのは分かりやすいですよね？ ね？ 集めるほどに磁力が強くなる。これは決して相乗計算ではなく、２個集めれば力が２倍、５個集めたら力が５倍って感じの「足し算の関係」です。 逆に磁石を砕くと、１つ1つの破片にN極S極が現れてそれぞれが小さな磁石になる。つまり、磁石は小さな磁石の集合に置き換えて考えることが出来るのです。 さぁ、それでは先の図の「大きな磁石」を、「小さな磁石を並べて敷き詰めたもの」に置き換えてみてください。 1mの円内に、直径１ミリの円筒磁石を並べて敷き詰めたもの。 トータルとしての磁力は、大きな磁石と一緒。なんなら大きな磁石をそこまで砕いたと思ってもいい。 それでも中央の1点の磁力が一番強くなる（磁束密度が高い）と主張されるのであれば、そのエネルギーがどこから来るのか考えてみてください。勿論、バラバラの時の総エネルギーと集めたときの総エネルギーに過不足があってはエネルギー保存則が破れて、夢の永久機関が見えてきますよ？ 磁石の磁束密度の「等高線」を描いたら、だいたい添付図のような感じ。 磁石を並べると隣り合う極同士で反発がある分、全体としては遠くまで磁力が及ぶようになるでしょうが、各磁石表面の磁束密度は、個々の磁石のそれを上回る事はありえません。磁石を重ねれば表面の磁束は増しますが、同極を並べた場合は磁石表面の磁束密度は変化しないのです。増える理由も減る理由も無いのです。 ですから、円形に並べた磁石では、恐らく縁から磁石数個分も内に寄れば、表面の磁束密度はほぼ一定になり、そこから内側にいくら寄って行っても、磁束密度はほとんど変化しないのです。 > コイルは入ろうとする磁束を外に追い出そうとしますから磁束が増えればその分 > 磁界を強くしますから電流が多く流れるわけです。 その通りです。ここで大事なのは「その分磁界を強くする」ってところ。 鉄心入りでもいいですけど、コイルに流れる電流は、「（鉄心を）通過する磁束の『増減』に呼応して」変化するという事です。静止した磁石の上のコイルには電流が流れないのは、動かないと磁束密度が「変化」しないから。同じように、一様な磁束密度の中でコイルがいくら早く動いても、コイルに電流は流れないのですね。 さて、ここまでくれば先のあなたのコメント > 図のコイルなら電流が最大になるのは４，５です。 が否であることは説明できませんか？ 電流が最大となるのは磁束密度の変化が一番大きい2,７で、磁束密度の変化がほとんどない4,5ではほぼゼロ。しかも２と７では電流の向きが反対なんです。２では磁束密度が増し、７では磁束密度が減じるのですから。
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