今回は、コイルトレインの原理についての疑問について検証してみました。
動画
コイルトレインの作り方はこちらの記事で（解説付き）
世界一簡単な構造の電車 コイルトレイン - VCPteam’s blog (hatenablog.com)
前回の改善等はこちらの記事から
回転するコイルトレイン 【改善点を含めて】 - VCPteam’s blog (hatenablog.com)
電流と磁界による電磁力が関係しているが、解説を見ればわかるが、コイルが通電し生じる磁界が関係しているなら、銅線コイルに外部電源から通電させれば、乾電池を使わずともトレインは動くのではないかと思われる。そのため、外部電源を用いて銅線コイルに通電させることで内部に磁界を生じさせ、その中に乾電池を鉛筆に変えたトレインを入れてみた。しかし結果は動かなかったのである。このことから、通電させるだけではトレインは動かないことが証明された。
今回、回転が上手くいったのは、塩ビ管（直径17～18㎜）でコイルを作り直径が大きいことのほか、コイル同士を接続する際、ずれないようにつなげつつ、下にガムテープをつけて固定した。ただ、この際、コイルの巻かれている方向が重要である。同じ巻き方で接続しなければ磁界が変化し、トレインの動きに影響が出てしまう。（※この危惧は、別のコイル同士を接続する際に考えられる要因）
通電させると、磁界は発生するが、生じている磁界が固定されていることが問題である。次に、トレイン付近で磁界を発生させることを試みたところ、動いたのである。さらに、ワニ口クリップをトレインの動きに合わせて動かしたところ、トレインは継続して動いた。このことから、
①トレイン周辺に磁界が発生すること
②磁界がトレインの動きに合わせて移動する（磁界が固定される外部電源の方法ではできない）
ことが言える。電気が電池周辺にのみ流れるという局所的な電気の流れが重要と言える。また、磁界が移動しなければ、推進力の一つ「コイルの磁界にネオジム磁石が引き寄せられる」が成り立たないことになり、推進力が不充分になって動かないと言えるだろう。
トレイン自体が回転していることについては、磁石の付き方や軸のズレ等から偏りが生じて回転していると考えられる。その為、磁石が左右対称かつ電池の中心と磁石の中心がしっかり重なっている、更にコイルやその地面に凹凸がほとんど無ければ回転なしに進むと思われるが…
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※都留文科大学理科教育の一環
