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光あれ！この実用的なヒントでは、自転車のダイナモの仕組みについて説明します。
ダイナモへのエネルギー伝達
厳密に言えば、ダイナモは自転車用ダイナモです。サイクリストは、自分のエネルギーの一部をダイナモに伝え、ダイナモが自転車のライトにエネルギーを供給します。
- チェーンの始点で、あなたはペダルを漕ぎ、その力で運動を開始します。
- 「運動エネルギー」とも呼ばれる運動エネルギーは、ホイールに伝達されます。
- ホイールが回転します。車輪の運動エネルギーは「回転エネルギー」とも呼ばれます。
- ホイールの回転はダイナモを回転させます。
- ダイナモはコンバーターです。回転エネルギーを電気エネルギーに変換します。
- その電気エネルギーが電球に供給されます。
ダイナモの仕組み
そしてこれが、ダイナモが車輪の回転エネルギーを電気エネルギーに変換する仕組みである。
- ダイナモの車輪が自転車の車輪に接触することで、車輪が回転します。
- 多極磁石が車輪に接続され、車輪と一緒に回転します。
- YouTubeのビデオで、異なる順番の極を見ることができます。秒50から、自転車用ダイナモの典型的な多極磁石である回転八極子を見ることができる。ここでは北極が青、南極が赤である。
- 回転する多極磁石の磁場は常に変化していることがわかります。磁石の横にじっと立っていると、北極と南極が交互に通り過ぎていきます。
- ダイナモでは、磁石は「コイル」と呼ばれる巻き線に囲まれています。磁場はコイルに交流電圧を誘導する。
- ここでいう誘導とは、磁場の力が金属中の電荷に伝わり、「ローレンツ力」として知られるものが生じることを意味します。電子が動き、電流が流れる。
- コイルの一端は電球につながり、もう一端はダイナモの筐体につながる。交流電圧によって電球が点灯する。
