電磁石コイルに関する質問

素朴な質問ですみませんが、
乾電池にエナメル線をくるくるって巻いてコイルにしてつなぐと電磁石ができると思うのですが、よくよく考えると、これは「ショート」してないんですか？どうなんでしょう？

No.5 ベストアンサー 回答者： YHU00444 回答日時： 2006/10/12 03:55

結局のところ、マンガン電池の場合は電池の内部抵抗が大きいこと、エネルギー密度そのものが小さいこと等の理由により、短時間であれば短絡させても大した害は無かったりします。

特にコイルの場合はそれなりに抵抗成分もありますし、単1電池でも5Ah程度の容量なので、人間が見ている範囲で通電を切ればそれでOK。

もっとも、電池を直列に繋いで負荷を過小にするとか、オキシライド電池を使うとか無茶なことをすれば話は別ですよ。ましてやリチウムイオン電池なんて使った日には即席爆弾になっちゃうので絶対やめましょう。

この回答へのお礼

わかりやすい回答をありがとうございました。

お礼日時：2006/10/13 21:15

No.6 回答者： saru_1234 回答日時： 2006/10/12 20:41

#2 です。

> 子どものそれを見たときには
エナメル線の太さや長さによって「ショート」に近いと
大電流が流れるわけですが、この時には熱が出るので、
わざと触らせるのも勉強になるかも。
「ほら、電流が大きいと危いんだよ」と。
実際、エナメル線をごく短くしたり、パワーの大きな種類の電池を使ったりすると
赤くなるくらい発熱することがあります。
さすがにこれは触らない方がいいですし、
手持ちで接触させてると持ってる所も全て熱くなるので
それなりの準備をして下さい。

この状態を目にすれば、ショートがいかに危険なことか
理解できるのでは？

触らせる時には、まずお父さんが実験台になって（ｗ）下さい。

まぁ、豆電球でも結構暖かくなりますけどね。

この回答へのお礼

親切な回答をありがとうございました。

お礼日時：2006/10/13 21:14

No.4 回答者： soramist 回答日時： 2006/10/11 15:14

乾電池につないで電気を通すのですから、これは直流の問題であり、引用URLにあるような、交流抵抗（インピーダンス）の話は関係ありません。

また、エナメル線ですから、当然絶遠被覆がされており、巻線間のショートはないものと考えます。

下記の資料を見てください。
エナメル線（銅線）にも「直流抵抗」があることが、おわかりかと思います。
http://www.swcc.co.jp/tamagawa/images/pro_7.pdf

例えば、0.5mm径のエナメル線は、1000mで91.43Ωの抵抗（直流抵抗）を持ちます。
直径10mmの鉄棒に0.5mm径のエナメル線を100回巻いて、単一アルカリ電池２個（直列につなぐので3V）をつなぐと何A流れるでしょう？
以下の計算で、ショート状態（無限大電流）ではないことがお分かりになるかと思います。

[答]　　約10A
[計算]
　エナメル線の全長　(10+0.25x2)mmx3.14x100回/1000m/mm=3.3m
　エナメル線の電気抵抗　3.3mx91.43Ω/1000m=0.3Ω
　電流は（オームの法則から）　3V/0.3Ω=10A

ただし、実際に単一アルカリ電池で10A流すと大幅な電圧降下が起きます。
この問題は一応ここでは考えないものとします。

参考URL：http://www.swcc.co.jp/tamagawa/images/pro_7.pdf

この回答へのお礼

皆さんかなりくわしく説明してくださってありがとうございます。
「エナメル線にも少しは抵抗があるので、完璧にショートだとはいえないけど、ショートといえばショート」ということでしょうか？すみません理解力が無くて。少し質問を言い換えますが、一般的に回路をショートさせてはいけないといいますよね。で、子どもが乾電池と線をくるくるまいたもの（２０巻きぐらいにしときましょう）をくっつけたときに、大人はなんと言うべきですか？実際こういうような電磁石は参考書などに載ってますので、子どものそれを見たときには「本当はショートに近い」それについてどういうべきでしょう？

お礼日時：2006/10/11 18:23

No.3 回答者： sassakun 回答日時： 2006/10/10 20:00

うーーーん。

同じ事を考えたことがあります。

理想的な電気抵抗0の導線に，直流電圧をかけると，確かに ショート ですね。
実際には導線にも電気抵抗があり，導線は長いのが普通なので，
普通のコイルだと完全にはショートにはなりませんが，
自作などの短いコイルの場合は完全にショートですね。

自作でエナメル線などを釘に巻いたコイルの場合，
巻き数を多くすれば大丈夫ですが，
それでも直流である電池の場合，すごく電池のパワーを消費します。
豆電球の比ではありません。

実際に直流電圧をかけて，
電磁石を作る場合は，
理科の実験や，鉄くず工場くらいだと思います。
http://search-kids.yahoo.co.jp/bin/science?p=%C2 …

その他，
コイルを使用する場合の電源は交流（ラジオなどの検波回路や交流変圧器など）がほとんどですし，
直流であっても，
モーターのように瞬時に電極が入れ替わるようなものに利用されるのがほとんどですから，
ショートにはならないのが，現実だと思います。

こちら↓も参考にしてみてください。

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=2083324
　↑教えて!goo　↓OKWave　（同じです）
http://okwave.jp/qa2083324.html

(しかし，何故に「化学」カテゴリ？？？)

この回答へのお礼

詳しい回答をありがとうございました。

お礼日時：2006/10/13 21:17

No.2 回答者： saru_1234 回答日時： 2006/10/10 19:30

もしや、

「エナメル線は導線としてつかうものなのに、これで
＋と-を繋いでいる」から
気になったのでしょうか？

エナメル線も少ないですが電気抵抗があります。
長さがある程度あると、その電気抵抗が多くなります。
とはいっても豆電球などよりは電気抵抗は小さいので、
大きな電流が流れます。

豆電球よりは「ショートに近い状態」とは言えますが、
「ショート」とは違います。

No.1 回答者： anthracene 回答日時： 2006/10/10 19:24

あれは表面が絶縁性の高分子（ポリウレタン）で被覆されているんですよ。

http://www.misec.co.jp/kyoiku/mame/rika/0112/011 …
このページをみると、エナメル線だといって使っているものが、実は違うものだった、ということもあるかもしれませんね。