簡単実験例を紹介します。

　　　　　　　　　　　　　　生徒全員がきちんと体験できる物を集めますが、単に「体験重視」するだけではなく

　　　　　　　　　　　　　　それなりの『定量実験』としても耐えられるようにしていきます。

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　電磁誘導と　渦電流

２０１７．０２．１８　一部書き直ししました　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＩＨ調理器

最近は，教科書にもＩＨ調理器の写真が出ていますが，中身をきちんと見たことがある人は少ないでしょうし，どのような仕組みかも知らない人がかなり・・・

前任校でも無かったため購入してもらいたかったのですが，なかなか予算がつかずやむなく自腹でと考えました。しかし，私の財布はいつも小銭しか入っていないので，リサイクルショップを探したところ小銭で買える物を見つけられました。

調理機を触っても厚くないのになぜ加熱調理ができるのか、不思議に思う生徒も減ってきているようですが、身の回りの器具に使われている　科学技術に少しは興味を持ってもらいたいものです。

I Hとは、induction heating のことですから、電磁誘導という物理現象を使っています。以前はアルミ鍋は使用できませんでしたが、なぜ鉄鍋だとよいのか、導電率(抵抗率）と合わせて考えさせてください。

なべ底との電磁誘導で、「渦電流」を作り出し、その電流によるジュール熱で加熱します。

それなら、コイルを天板の上に置いたらどうなるか…　相互誘導のじっけなになりますね。

２回巻きのまきのコイルに豆電球をつけたものです。わずかに光りますね。1.5Ｖの豆電球だと一瞬光って切れてしまいます。そのあたりから誘導起電力がどの程度か見積もることもできると思います。

※　電球は，定格電圧の三倍近くまで耐えられることになって

　　いるそうです。結構ばらつきがあります。

追記　2017.02.18

　生徒たちにかなり喜んでもらえるのがこの実験です。アルミホイルを外径15センチ，内径5㎝程度のドーナツ状に切り取り，天板の上にのせてからスイッチを入れます。

最新式のものはまだ試していないのですが，古いタイプのものでは上に乗せられた鍋が　加熱可能な　IH対応なべかどうかを確認するため，　断続的な電流を流します。そのため，このアルミホイルがふわふわと踊ってくれます。

横へそれてしまわないように，中央にトイレットペーパーの芯のようなものを立てておくと楽しく踊ってくれ，生徒たちも大喜びしてくれます。

内部は単純なコイルが目立ちますが，高周波高電圧ですから危険極まりないので注意してください。

左上の隅に見えている黒いものは共振用？のコンデンサーで，耐圧800Ｖと書かれています。

※　最近はずいぶん高機能のものができています。それに伴いコイルの巻き方も工夫が進んでいす。

コイルの巻き数が非常少ないことが特徴的ですね。さらに，細いエナメル線を束ねているのも気になると思います。このあたりは高校物理の範囲で教えるのはちょっと難しいところですね。

　　　画像が正しく表示されませんが…

2012.02.23

コイルから磁力線を効率よくなべに送るためには，というか，こういうコイルに電力を供給する場合には基本的に　「並列共振」　が使われます。　タンク回路　という呼び方もありますね。

並列回路としては共振時，インピーダンスが最大となり電源から供給される電流は最小になるのですが，コイルとコンデンサーの間を行き来する電流は最大になります。すなわち，磁力線数（磁場の強さ）が最大になるということですね。

ちなみに，なべを置かないとき

　コイルは　63.5μH

コンデンサー　は　0.3μF

で,共振周波数は　36.3kHz　となっています。

この手の古い電磁調理器の場合,加熱時の共振周波数は　およそ　20kHz　程度だそうですが,まるで違う結果ですよね。

理由は・・・・

上の写真で分かるように　このコイルは　空心コイルです。しかし，鍋が乗せられると

・・・・

どうなるか，考えてください。

※　コイルのインダクタンスについては　

　　　を参照してください。