先日、小学生と理科の話をしていたときに、乾電池・コイル・鉄くぎを使った単純な電磁石での問題で、
問「鉄くぎは、全体を熱してから冷やしたものを使いました。鉄くぎを熱する理由は?」
答「電流を切っても、電磁石の力が残らないようにするため」
というのがありました。
電磁石の力が残らないようにするために、なぜ鉄くぎを熱しておくと良いのでしょうか。小学生に質問されて答えに困ってしまいました。
人に聞いたり、自分でいろいろ調べてみたりしたのですが結局いまだにその理由が分からないので、どなたか教えてください。よろしくお願いします。
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
うわっ、その子はずいぶん難しいところを突いてきましたね。
きちんと答えようとすると大学の専門課程程度の物理(固体物性論)が必要なのですが、とりあえず以下のような説明はいかがでしょうか。(小学生への説明を主眼としていますので、学問的な正確性には多少目をつぶっています)
(1)鉄のなかには、うんと小さな「磁石のもと」のようなものが入っています(棒磁石のちいさなものを想像させてください)。でもその向きはばらばらなので鉄全体としては打ち消し合ってしまい、そのままでは磁石の性質はありません。
(2)強い大きな磁石か強い電磁石を持ってきて鉄をその中に置くと、その「磁石のもと」が特定の方向に並んで、鉄は磁力を持つようになります。強ければ強いほどよく並びます。
(3)大きな磁石や電磁石から鉄を取り出しても、その鉄の中の「磁石のもと」の向きはもとの完全なバラバラに戻るのでなく、全体としては少し(2)で並べた方向を向いたままになっているので、磁石の力はそのまま少し残ります。
(4)一方、これを高温にすると「磁石のもと」の向きが再びばらばらになって磁力を失います。
というわけで、釘を熱するのは(4)と関連して「釘に残っている磁力をあらかじめ消しておくため」ということになります。(確かに、釘に磁力が残っていれば、電流を切っても他の鉄を吸い付けてしまいますからね)
また「じゃあ、僕ら/私らの実験でも電磁石の中に釘を置いているのに、(3)で磁力が残らないのはどうして?」という突っ込みを受けることも予想されます。それには「乾電池で作る磁石はごく弱いものなので、「磁石のもと」の並び方も弱く、電流を切ってしまうともう他の鉄を吸い付けるほどの力がないため」と答えればよろしいと思います。
余談ですが個人的には、その「問」が小学生のレベルをはるかに超越しているのがちょいと罪作りだと思います。
またdenden_keiさんのおっしゃる「焼き鈍し」と、上の(4)の「消磁」は直接には関係ありませんので付言しておきます。
Umada様、分かりやすい説明、ありがとうございます。
なるほど、これならば私も子供も納得できます。
今回、いろいろ勉強になりました。
No.3
- 回答日時:
私も少し気になりましたので追加で調べてみました。
今回のお話の主眼はおそらくは「熱消磁」のことと推測され、また消磁と焼きなましが直接に関係ないのも確かなのですが、一方でdenden_keiさんのおっしゃることは間違いではないようです。
すなわち材料の組織(粒子形状、析出物)などを熱処理で制御すれば、私の回答の(3)のところの「磁界から取り出した時の、「磁石のもと」の向きのバラバラへの戻り方」が変わってきます。(すぐバラバラになるものと/並んだ状態をよく保持する)
ただし、焼きなました場合にそれがどちらに働くのかは、そう簡単に整理できるものではないようです。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 地球科学 小学3年生 磁石についての質問です 6 2023/03/10 15:39
- 工学 電磁調理器 コイルの下にある黒い板は何?鉄にみえるけど、なぜ加熱されないの? 2 2023/08/13 04:42
- 環境学・エコロジー 発電所の発電機の仕組みについて 8 2023/07/18 10:42
- 物理学 小学生に「電気が発生する仕組み」をわかりやすく教えたい・・・ 6 2023/06/17 10:08
- 工学 トリップコイルの動作原理について 7 2023/04/02 02:38
- 物理学 透磁率とクーロンの法則 6 2022/05/07 06:43
- 地球科学 地磁気が生じる原因が地下のマグマの対流が電流を伴っているからなのですか。 1 2023/02/20 10:03
- 物理学 モーター 整流子 2 2022/12/20 03:12
- 物理学 磁力線 3 2022/11/12 13:39
- その他(自然科学) 電磁誘導で使われるコイルは何でできてますか?磁界を変化させて、電流が流れる仕組みだから、磁力がありま 7 2023/03/14 17:13
このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています
おすすめ情報
このQ&Aを見た人がよく見るQ&A
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
弱くなってしまった磁石を復活...
-
磁力の弱ったマグネットは復活...
-
1テスラはどれぐらいの力がある...
-
磁気を取り除きたいんですけど。
-
磁力はアルミにより減衰するの...
-
磁石は、重ねた場合と、並べた...
-
磁力を遮断する素材について
-
なぜ磁石は鉄のカバーに入れる...
-
磁石で水がうまくなるのはなぜ?
-
電磁石・ガウス加速器について
-
磁力線について
-
磁北と真北はなぜずれているの...
-
HDD内には強力な磁石、壊れない...
-
リニアモーターカーの止まり方
-
マグネットシートの磁力につい...
-
レンツの法則により発生する、...
-
磁性を取り除くには・・・?
-
電磁石にはなぜ軟鉄を使うのか
-
弱くなった磁石を強くする
-
磁力とはなんですか?
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
弱くなってしまった磁石を復活...
-
1テスラはどれぐらいの力がある...
-
磁力の弱ったマグネットは復活...
-
磁力を遮断する素材について
-
磁石は、重ねた場合と、並べた...
-
磁気を取り除きたいんですけど。
-
磁力はアルミにより減衰するの...
-
電波を遮断する安い素材はアル...
-
磁石で水がうまくなるのはなぜ?
-
★ネオジウム磁石に困ってる★
-
パソコンやスマホに強力な磁石...
-
アルミの筒を最強磁石がゆっく...
-
棒磁石を二つに切ってもN極だけ...
-
中学理科の電気ブランコの原理...
-
くっついた磁石を外すには?
-
HDD内には強力な磁石、壊れない...
-
マグネチックスターラーの適切...
-
電磁石の鉄しんについて教えて...
-
電磁石にはなぜ軟鉄を使うのか
-
マグネットボタンがとれません。
おすすめ情報