電磁調理器を利用した実験

(磁界の反発でアルミ箔が浮く)

電磁調理器はコイルに高周波の電流を流しコイルの上にある金属(特に鉄などに)渦電流を生じさせて発熱させて調理する器具である。アルミニウムは抵抗が少なく発熱しにくいが、、最近は周波数を金属にあわせて上げているのでアルミニウムのなべでも調理できるようになった。

実験では、鉄のなべでセンサーが働くようにしている。このとき、コイルに電流が流れると上の方向に磁力線が生じそれによって、アルミホイルにも渦電流が生じてアルミ箔は軽いので反発した磁界が生じて浮くようになる。電磁調理器にのなかには「 磁力発生コイル」が入っていて、周波数変換で家庭の50か60hzの交流の周波数を20khz〜60khzの周波数を変換している。

*アルミなべでも調理できる電磁調理器であるとき、アルミ箔をあがらない状態にすると、発熱し始め赤くなり燃えてしまうことがあるので気をつける。

材料 電磁調理器 アルミホイル 鍋(鉄なべ)

@あらかじめアルミホイルを台にあわせてきり鍋の大きさより大きめに輪のように切っておく。

A電源を入れる前にアルミホイルと水の張った鍋を電磁調理器の上に置く。

実験 電源を入れる(加熱は高加熱のまま)。すぐにアルミ箔がうきあがる。

  

  

 

  電磁調理器を利用した実験

(相互誘導でコイルにつないだ豆電球が光る。)

電磁調理器のコイルに電流が流れると金属である鉄やアルミニウムには渦電流が生じるが、銅のコイルを近づけると、電流が流れる。この実験は、電源装置よくあるトランス(電圧器のコイルは鉄芯がある)と同じようなもので、一方のコイル交流の電流を流し、もう片方のコイルをまき数を少なくすれば電圧が下がった交流の電流が流れる。相互誘導という現象である。電圧計をつなげば、豆電球が過電圧にならないように確かめることができる。

材料 電磁調理器 なべ 筒(40mm) エナメル線4m(30回まく)、電圧計(交流)

   @ トイレットペーパーの芯の大きさにエナメル線を30まきする。

   A 豆電球とコイルをつなげる。電圧計をつなぎ目に並列つなぎにする。

   B水の入った鍋を電磁調理器の上置いて電源(加熱は高のまま)をつける。このとき、鍋がすぐに温まるので注意。  
 

   実験 豆電球につないだ30回巻いたコイルをなべの底に近づける。(このとき、過電圧にならないように電圧計で

     3V以下になるようにする。)


  
 

 

 

電磁調理器を利用した実験

(相互誘導でコイルにつないだ100V用電球が光る)

この実験は、100V用電球につないだコイルを電磁調理器の上に置いて光らせる実験である。生徒実験でなく演示実験として行う方がよい。電磁調理器は鉄のなべをセンサーで感知しながら、周波数を変えて内部のコイルに電流を流している。であるから、電磁調理機器の上にエナメル線(銅線)を巻いたコイルを置いただけでは、少ししか100V用電球はつかない。(点滅してしばらくすると消える)これをつけるには、やはり鉄なべを置かなければ、発光を持続することができない。コイルは0.4mmで直径7cm50巻きを作成して、100v(100w)電球につないで実験をした。このときは、110Vの起電力があった。コイルのコイルの直径が7cm以下であると電圧が100Vにならない。(コイルの直径が5cmで65巻きだと70Vくらい)) 台つき電球は自作教材である。ソケットはホームセンターに売っていた。台は木製の板(14×14×2.5cm材質ラワン)導線はいらなくった電化製品の電気コードにみのむしクリップを取り付けた。
 
 材料 電磁調理器 なべ(ホーロー鉄なべ) 台つき電球 エナメル線約10.5m(7cm径50巻き)、電圧計(交流)レンジは150V 
 
  @コイルと台つき電球つなげる。つなぎ目に電圧計を並列につなげる。
 
 A電磁調理器の中央の上にコイルを置いて電源(加熱は高のまま)をつける。

 B電球は点滅するので、水の入ったホーローの鉄鍋をさらにその上に置く。(発光が強い場合は加熱を中にする)

 

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