『改良版ネオジム磁石ぶんぶんゴマ発電機』と『ネオジム磁石ホイッパー発電機』でLEDを光らせよう！

科学実験・原体験データベース No.861『ネオジム磁石ぶんぶんゴマ発電機でLEDを光らせよう！』に，改良を加えました。 ポイント① エナメル線を巻くペットボトルを，手に入りやすくて加工がしやすい小型プラカップに変更しました。 ポイント② ネオジム磁石でぶんぶんゴマを作ります。磁石４枚が高速回転するので，セロハンテープで固定していても，バラける恐れがありました。そこで，熱収縮チューブで磁石を包み込むことで，この問題を解決しました。 ポイント③ネオジム磁石を高速回転させるための『ぶんぶんゴマ』を『泡立て器（ホイッパー）』にチェンジしました。 材料は，ホルマル導線（0.2mm），100円ショップのネオジム磁石（13mm,４枚）・フタ付クリアカップカップ（90mL３個）・泡立て器（ホイッパー），セロハンテープ（12mm），水糸（細），熱収縮チューブ（直径15mm,1.5mm），ヒートガン（ドライヤー），高輝度LED数種，ライター，紙やすり，千枚通しなどです。 作り方は，まず２個のプラカップの底を，フタ３枚と４枚の高さでカットします。組み合わせて，セロハンテープで固定します。 側面に導線を通す穴を２つ，フタにLEDをはめ込む穴を１つ，千枚通しなどで開けます。 側面の１つの穴にホルマル導線の端を４cmほど差し込んでから，300回手巻きします。巻き終わりの端を，もう１つの穴に差し込んで，セロハンテープで固定します。 ２つの導線の端の被膜を，ライターと紙やすりではがします。それを，100°ぐらいに広げたLEDの足に巻きつけます。 接触不良にならないように，熱収縮チューブ（直径1.5mm×長さ15mm）を被せ，ヒートガンかドライヤーで加熱・固定します。 LEDをフタの穴に差し込み，足をセロハンテープでフタに固定します。これで，発電機本体が完成しました。 水糸100cmを輪にし，中央にマジックで印をつけます。印を中心にして，２つの結び目を22mmほど離して作ります。 熱収縮チューブ（直径15mm×長さ18mm）の２箇所に，千枚通しで穴を開けます。各々の穴に水糸の端を，ピンセットなどで押し込んで引き出します。 水糸の輪の中に，セロハンテープで固定したネオジム磁石４個をはめ込みます。それを熱収縮チューブに詰め込んで，糸を張ります。 チューブをヒートガンかドライヤーで加熱して，磁石を固定します。これで，回転中に磁石が外れるおそれがなくなりました。 ネオジム磁石を，ぶんぶんゴマの要領で高速回転させます。回転する磁石をLEDに近づけるとLEDが点滅し，電磁誘導によって誘導電流が発生していることが分かります。 LEDが明るく点滅するのは，磁石が高速回転している時だけです。回転が弱まったり磁石を離したりすると，光らなくなります。 群馬理科サークルの方に教わった『ネオジム磁石ぶんぶんゴマ発電機』は，超高速で磁石をコイルに出し入れしていることになります。実際にやると大変疲れる実験です。そういう意味で，電磁誘導によって誘導電流が発生することが，とても楽に実験できる優れた教材だと思います。 『ネオジム磁石ぶんぶんゴマ発電機』は，回転が落ちると点滅しません。 そこで，100円ショップの泡立て器（ホイッパー）にネオジム磁石（５個）を仕込んで回転させることを思いつきました。名付けて『ネオジム磁石ホイッパー発電機』！ しかし，コイルに近づけてもLEDが光りません。理由としては，磁力が弱いか，コイルの巻き数が少ないからだと思われます。 磁力を強めるために，ネオジム磁石を９個に増やしてみました。それでもLEDは光りません。 コイルの巻き数を300回から500回に増やしました。すると，磁石４個で少し光りました。磁石９個だと，明るく素早く点滅しました。 頑張って，コイルを1000回巻きにしました。磁石４個で少し光りました。コイルの中に入れて回転させると，十分に明るく素早く点滅しました。 『ネオジム磁石ホイッパー発電機』でLEDが点滅するので，電磁誘導による誘導電流の向きが，高速で逆転していることが視認できます。 また，『ネオジム磁石ぶんぶんゴマ』が想像以上にとても速く回転していることを，改めて認識することができました。