ダイナモ:直流発電機の仕組みと歴史
直流発電機、いわゆる発電機は、電磁気の力を利用して一定方向の電気を作り出す装置です。磁石と回転する導線を組み合わせることで、電気を作ることができるのです。この電気を作る仕組みを電磁誘導といいます。
発電機の中心には、磁石によって作られた磁界があります。この磁界の中に、コイルと呼ばれる導線の束が配置されています。コイルは軸に繋がれており、外部からの力で回転させることができます。コイルが磁界の中を回転すると、コイルを通り抜ける磁力線の数が変化します。この磁力線の変化が、コイルに電気を生み出す力、つまり起電力を発生させるのです。
しかし、コイルが回転する際に発生する電気は、向きが周期的に変化する交流です。直流発電機では、この交流を直流に変換するために整流子と呼ばれる部品が使われています。整流子は、回転するコイルと外部の回路をつなぐ部分に設けられています。整流子はコイルの回転に合わせて接触する部分を変えることで、電気が流れる向きを常に一定に保ちます。これにより、外部回路には一定方向の電気、つまり直流が供給されるのです。
発電機の電気の量は、コイルの回転速度と磁界の強さで調整できます。コイルを速く回転させたり、より強い磁石を使ったりすると、より多くの電気が作られます。これは、磁力線の変化が大きくなるほど、起電力も大きくなるためです。
このように、直流発電機は磁石とコイル、そして整流子という部品を組み合わせ、電磁誘導の原理を利用することで、安定した直流電気を作り出しています。私たちの暮らしに欠かせない電気を作る、重要な装置と言えるでしょう。