【電磁石の実験】2極モーターキットの制作

【2026年7月幼稚園年長時の実験記事】
お兄ちゃんのakio2017が、電磁石の力で回る2極モーターを作りました。
お兄ちゃんの2極モーターが、ビューンと勢いよく回っているのを見て、

「ぼくも作りたい！」

と思いました。
今回は、お兄ちゃんに作り方を教えてもらいながら、2極モーターキットの製作に挑戦しました。

2極モーターとは

お兄ちゃんに教えてもらいました

お兄ちゃんは、少し前に同じ二極モーターを作っています。
そのときに難しかったところや、うまく回すために調整したところを覚えていたので、作り始める前にいろいろなことを教えてくれました。
「部品をなくさないように、最初に全部確認しよう」
「線を強く引っ張りすぎると切れるから、ゆっくり巻くんだよ」
「モーターが止まったままのときは、電池をつないだままにしないでね」
お兄ちゃんは、自分が製作したときの経験を思い出しながら、一つずつ優しく説明してくれました。

部品を確認します

最初に、箱の中から部品を取り出しました。
小さな磁石、エナメル線、回転軸、ブラシ、電池ボックス、モーターの土台など、いろいろな部品が入っています。
「これは、どこに付けるのかな？」
説明書の絵と本物の部品を見比べながら、お兄ちゃんと一緒に確認しました。

小さな部品をなくさないように、使うまでは箱の中に入れておきました。

形が似ている部品もありましたが、お兄ちゃんが自分の2極モーターを見せながら教えてくれたので、少しずつ分かってきました。

安全の約束

製作を始める前に、お兄ちゃんから大切な注意を教えてもらいました。
この二極モーターは、回転していないときでも、電池をつなぐとコイルに電気が流れることがあります。
2極モーターが止まった状態でも、電池が取り付けられていると、電気が流れ続けるので、コイルや電池が熱くなってしまいます。（スイッチが在りますが、ON/OFFがよく見えません）
そのため、

・2極モーターの回転実験をするときだけ、電池を取り付けます
・2極モーターが止まったままのときは、すぐに電池を外す
・電池やコイルが熱くなったら、すぐに実験をやめて、電池を取り外す
・2極モーターの保管をするときは、必ず、電池を外して保管する

という約束をしました。
お兄ちゃんも最初に作ったとき、エナメル線や電池が熱くなることを体験していました。
その経験を聞いたので、電池をつなぐときには、モーターが回っているかだけでなく、部品が熱くなっていないかも確認することにしました。

コイルを作ります

2極モーターの回転する部分（回転子・電機子）には、エナメル線を巻いたコイルを使います。
エナメル線を部品（回転子・電機子）に巻き付けていきました。線が緩まないように引っ張りながら巻きます。

お兄ちゃんが、
「一度に強く引っ張らないで、少しずつ巻くといいよ」
と教えてくれました。
最初はエナメル線が少しずれてしまいましたが、指で押さえながらゆっくり巻くと、きれいに巻けるようになりました。
難しいところでは、お兄ちゃんに部品を持ってもらいながら、自分でエナメル線を巻きました。

電気が流れるようにします

エナメル線は、銅線の表面が薄い被膜で覆われています。
この被膜には電気を通さない性質があります。そのままでは電池からコイルへ電流を流すことができないため、金属部品に触れる部分の被膜を削ります。
お兄ちゃんに削る場所を教えてもらい、紙やすりで少しずつ磨きました。
最初は、どこまで削れたのかよく分かりませんでした。
でも、何度もこすっていると、中からピカピカした銅色の線が見えてきました。

「銅の色が出てきた！」

削る部分が少なすぎると電流が流れませんが、強く削りすぎると線が細くなったり、切れたりすることがあります。
最後に、銅色がしっかり見えているか、お兄ちゃんにも確認してもらいました。

2極モーターを組み立てます

完成したコイル部分（回転子・電機子）と回転軸（シャフト）をモーターの土台へ取り付けました。
次に、コイルへ電気を送るための金属部品（ブラシ）を取り付けます。
この部品（ブラシ）が、整流子へ強く当たりすぎると、2極モーターが回転するときの動きの抵抗が大きくなります。

反対に、ブラシと整流子が離れすぎていると電気が流れません。
お兄ちゃんは、自分が作った2極モーターを見せながら、

「（ブラシと整流子が｝ちゃんと触れているけれど、強く押さえすぎないところにするんだよ」

と教えてくれました。
指で回転軸を動かして、引っ掛からずに回るかを確認しながら（ブラシと整流子を）調整しました。
最後に、回転するコイルの左右へ永久磁石を取り付けました。

これで、ぼくの2極モーターが完成しました。

動画を撮っているときに気づいたこと

完成した2極モーターが回る様子を、動画で撮影しました。
目で見ると、コイルはとても速く回転しています。
ところが、撮影している画面を見ていたhitoshi2020が、

「零戦のプロペラみたい」

ぼくは、零戦などの飛行機の動画をよく見ています。
動画では、速く回っているはずのプロペラが、ゆっくり回ったり、止まったりしているように見えることがあります。
今回の2極モーターも、零戦のプロペラと同じような動きに見えました。

保護者による補足
実際の2極モーターは勢いよく回転していますが、動画の中では止まったり、ゆっくり回ったり、ときには反対方向へ回っているように見えることがあります。
カメラは、動きを途切れることなく記録しているわけではありません。一秒間に何枚もの画像を撮影し、それらを連続して表示することで動画にしています。
モーターの回転速度と、カメラが画像を撮影するタイミングの組み合わせによっては、毎回ほとんど同じ向きのコイル部分（回転子・電機子）が写ります。
そのため、本当は高速で回転していても、画面上では止まったり、ゆっくり動いたり、反対向きに回転したりしているように見えます。
この現象は、一般に「ワゴンホイール効果（ストロボ効果）」と呼ばれています。
今回は、大人が先にこの現象を説明したのではありません。
hitoshi2020自身がモーターの映像を見て、日頃見ている零戦のプロペラと同じ見え方であることに気づきました。
2極モーターの製作から始まった実験が、電気や磁石だけでなく、飛行機のプロペラやカメラ、映像の仕組みにまでつながる発見となりました。

作って分かったこと

今回の製作では、次のことが分かりました。

・導線のコイルに電気を流すと電磁石になる
・電磁石と永久磁石の間の磁力の力でモーターが回転する
・2極モーターは、自分で回転を始められない位置がある
・コイルや電池は、電気を流し続けると熱くなることがある
・金属部品（ブラシと整流子）の位置や接触の仕方によって、回り方が変わる
・高速で回転する物を動画で撮ると、実際とは違う動きに見えることがある

モーターを完成させるだけでなく、動いている様子をよく見ることで、新しい疑問も見つかりました。

お兄ちゃんと一緒に作って

細いエナメル線を巻くところや、小さな部品を取り付けるところは難しかったです。
でも、お兄ちゃんが、自分で作ったときのことを思い出しながら、気を付けるところを一つずつ教えてくれました。

お兄ちゃんは、ぼくの代わりに全部作るのではなく、難しいところで部品を持ってくれたり、やり方を見せてくれたりしました。
だから、最後まで自分で組み立てることができました。
モーターが初めて回ったときは、とてもうれしかったです。
お兄ちゃんも、

「回ったね！」

と一緒に喜んでくれました。
次は、2極モーターと、自分で回り始めることができる2極モーターの違いも調べてみたいです。

おしまい。

〖この記事は、2026年7月、年長の時に行った実験記事です。〗