電磁石を強くする方法は？
電磁石は、コイルの巻き数をふやすか、流れる電流を大きくする（電池を直列につなぐ）と強くなります。コイルの中に鉄しん（鉄のくぎなど）を入れることも大切で、鉄しんがないと、とても弱い磁石にしかなりません。小学5年の理科「電流がつくる磁力」で調べます。
このシミュレーターの計算（鉄しんあり・導線の長さ6mをそろえたとき）では、磁石の強さは次のくらいになります（100回巻き・電池1こを1倍）。
| 巻き数 | 電池1こ | 2こ直列 | 2こ並列 |
|---|---|---|---|
| 50回 | 約0.5倍（1.5A） | 約0.8倍（2.5A） | 約0.6倍（1.6A） |
| 100回 | 1倍（1.5A） | 約1.6倍（2.5A） | 約1.1倍（1.6A） |
| 200回 | 約1.9倍（1.5A） | 約2.8倍（2.5A） | 約2.1倍（1.6A） |
2こを並列につないでも、電流はほとんどふえないので、強さはあまり変わりません（電池が長持ちするようになります）。巻き数を2倍にすると、磁石の強さ（磁界）は約2倍になります。ただ、鉄しんが「これ以上は強くならない」ところ（飽和）に近づくと、ふえ方は少しにぶくなります。
どうして電流で磁石になるの？
導線に電流が流れると、そのまわりに磁石の力（磁界）ができます。導線をぐるぐる巻いたコイルでは、1回1回の磁界が同じ向きに重なるので、巻き数が多いほど、電流が大きいほど、強くなります。中に鉄を入れると、鉄が磁石になって力を何十倍にも強めます。電池の向きを逆にすると電流の向きが変わり、N極とS極が入れかわります。
おうちの方向けに言うと、コイルの中の磁界の強さは H＝NI/l（N：巻き数、I：電流、l：コイルの長さ）で、鉄しんがあると磁束密度は B≒μ₀μ見かけH になります。細長い鉄しんでは、両はしにできる磁極が自分自身を弱める（反磁場）ので、見かけの透磁率は100くらいまでに下がります。このシミュレーターは、オームの法則で電流を出し、B＝Bstanh(μ₀μ見かけH/Bs) で鉄の飽和を入れて、磁界の倍率を計算しています。くぎの先にクリップを引きつける力はB²に比例しますが、クリップの山から持ち上げた数は、授業の報告では巻き数2倍でおよそ2倍（50回巻き約6こ→100回巻き約13こ など）になることが多いので、クリップの数の目安は磁界の倍率に比例させました。
おうちでの実験のやり方
- ストローに鉄のくぎ（鉄しん）を通し、エナメル線を同じ向きに100回巻いたものと200回巻いたものを作ります。どちらも同じ長さのエナメル線を使い、あまった線は切らずにたばねておきます。
- エナメル線のはしを紙やすりでみがいてエナメルをはがし、電池ボックス・スイッチ（あれば電流計）とつなぎます。
- くぎの先をクリップの山に入れてスイッチを入れ、そっと持ち上げて、ついたクリップの数を数えます。スイッチを切ってクリップを落とします。
- 巻き数・電池の数を1つずつ変えて、それぞれ3回ずつはかり、平均をくらべます。
電磁石の回路は電流がたくさん流れるので、電池や導線が熱くなります。スイッチを入れるのは10秒くらいにし、熱くなったら休みましょう。家のコンセントには絶対につながないでください。エナメル線の先はとがっているので、目などに気をつけます。
自由研究のまとめ方のヒント
「巻き数」と「電池のつなぎ方」を表にして、それぞれのクリップの数（3回の平均）を書き、棒グラフにしましょう。シミュレーターの「強さの倍率」とくらべ、同じようにふえたか、ちがったならなぜかを考えると、よい研究になります。電流計がある場合は、電流の大きさもいっしょに記録すると、電池を並列にしても強くならない理由が説明できます。
よくある質問
200回巻きにしたのに、クリップの数が2倍になりません。
理由はいくつかあります。100回巻きのほうの、あまった導線を切ってしまうと電流がふえるので、200回巻きと差が小さくなります（「あまった導線」を「切ってしまう」にして試せます）。また、クリップどうしがくっつき合うつき方や、くぎの太さ・長さ、電池の弱りでも数は変わります。数は目安と考えて、同じ条件で何回かはかりましょう。
電池やエナメル線が熱くなりました。
電磁石の回路は、豆電球のような「電流をへらす部品」がないので、電流がたくさん流れて熱くなります。スイッチはこまめに切りましょう。豆電球の回路とのちがいは豆電球の直列・並列シミュレーターでも考えられます。
電池の向きを逆にすると、どうなりますか？
電流の向きが逆になるので、N極とS極が入れかわります。方位磁針を近づけると、はりの向きが反対になります。クリップは鉄なので、どちらの極にも引きつけられます。
ふつうの磁石とは、どこがちがうの？
電磁石は、電流を流しているときだけ磁石になり、強さや極の向きを変えられます。モーターやスピーカー、ごみをえり分けるクレーンなどに使われています。ふつうの磁石のまわりの力のようすは砂鉄と磁石シミュレーターで見られます。
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