電磁石の巻き方

同じ材質、同じ長さの鉄心に、エナメル線を同じ回数巻いたとき、丁寧に巻くことと、雑に巻くことでは電磁石の磁力に差が出ますか？
また、巻いている幅が広いと狭い（例えば、同じ２００回でも１００回を２段にして巻くことと５０回を４段にして巻くこと）では磁力に差が出ますか？

No.1 回答者： e3563 回答日時： 2001/01/28 14:50

こんにちは。

電磁石（磁界）の強さは、流す電流と単位長さあたりの巻き数に比例すると思います。
となると、50回を4段にすると200回を1段よりも、単位長さ辺りには4倍のまき数ですよね。となると、50回4段のほうが強いのではないでしょうか？
丁寧に巻くと、磁界の方向が揃うので雑に巻くよりは強いと思われます。
専門家ではないのでよく分かりませんが・・・。
他の方の回答をご参考くださいませ。

No.2 回答者： pancho 回答日時： 2001/01/28 15:08

丁寧に巻く方が強い磁力が出ます。

理由は、「（エナメル線の）単位長さ当たりの巻き数が多い」「エナメル線の向きがそろう」「鉄心により近い位置に巻かれる」の３点です。
以前、大学の学繊細でリニアモーターカーを動かす実演を、コイル巻きからしたことがあります。

以上。

No.3 ベストアンサー 回答者： noname#2748 回答日時： 2001/01/28 15:58

電磁石の強さ算出する公式にＡ・Ｔ（アンペア・ターン）と言うのがあるのですが、ここで電源に使用する電池などは十分に余裕があること。

鉄心の磁気飽和（どんなに上手にコイルを巻いても、どんなに強力な電源をつないでも鉄心が磁気飽和状態になってしまうとそれ以上強力な磁石にはなりません。これは水に塩を溶かしていくとある程度溶けたところで溶けなくなり、いくら塩を入れてもそれ以上濃い塩水は作れないのと似ています）が起きないとすれば、できるだけコイルに使用する導線の長さを短くしたほうが強力な磁石になるはずです。したがって重ねずに２００回巻けるのであれば、導線の長さは最短になるのでそれが一番強い電磁石になるはずです。また、乱雑に巻くと導線の周囲に（電流の方向と直角に磁力線が発生する）発生する磁力線の方向が乱れるため弱くなります。あまり現実的な話ではありませんが、断面の丸いエナメル線ではなくできる限り薄い鉄心の長さと同じ幅のアルミ箔のようなエナメル線を重ねて巻くのが一番強い電磁石になるはずです。

No.4 回答者： myeyesonly 回答日時： 2001/01/28 17:26

こういう実験では、ぜひ実際にお試しいただくことをお勧めします。

そんなに危険な実験じゃないし・・・。

理論的には、もう数名の方からお答えをいただいてるわけですが、はたしてそれが本当に成り立つのかどうか、あるいは、実際にやってみると意外な発見をすることもあるかもしれません。それはきっと楽しいと思いますよ。

エナメル線をぐるぐるまいたものをコイルといいますけど、実はいろんな巻き方があって、それぞれの用途に応じて使い分けられてます。
参考までに、きれいに隙間を詰めて、そろえて巻いたのをソレノイド巻きといいます。これと、てきとーにお団子みたくまいたのを比べるだけでも面白いかもしれません。

そして、じゃあ、電磁石の強さを比べる方法は・・・

とやっていくのが、実験の面白さです。時間がありましたらぜひトライしてみてください。

No.5 回答者： tnt 回答日時： 2001/01/28 19:43

１）丁寧に巻いたほうが良い

２）できる限り密にまいたほうが良い
３）巻数は多いほうが良い
４）同じ巻き数なら１段巻の方が強い（ただし 漏れ磁束のない密巻の場合）
５）芯は太いほうが良い

こんなもんで良いでしょうか？

基本的には巻き数です。次にギャップ（巻線間の隙間）です。
これはものすごく効きます.狭いに越した事はありません。
だから、丁寧に巻く必要があるのです。

そして、電圧が同じなら電流は関係ありません.
というのは、電流は磁力に比例しますが、
巻数はその２乗で磁力に効くからです.
電線長が２倍になると、抵抗が増えて電流は半分になりますが、
磁力は（２＊２）／２で、２倍になります。