「電気」シリーズ（EM-E シリーズ） - NPO法人知的人材ネットワーク・あいんしゅたいん

児童用テスターの作り方（EM-E-01）

2011-01-30T04:04:52+09:00

＜児童用テスターの作り方＞

{youtube}deQGLHZS3ok{/youtube}

テスターは、「電気が通ったかどうか」を確認するための道具です。今回は豆電球がつくかつかないかで判断するものです。

豆電球には同じ形をしていても、いくつかの種類があります。与える電圧と流れる電流がどのくらいかが明示されていますので、注意してください。今回実験教室で用いたものは、2.5Ｖ（乾電池２個）、0.3Aです。

LED（発光ダイオード：Light Emitting Diode）が普及してきた今日、長寿命で安価なLEDが使われるようになれば、もっと少ない電流が流れた場合でも明かりがつきますので、このことに注意しながら使う必要があるでしょう。
ただし、LEDは電流の向きを反対にすると電流は流れませんので、これも注意が必要です。

電気を通すもの通さないもの（EM-E-02）

2011-01-30T04:36:27+09:00

＜電気を通すもの通さないもの＞

{youtube}mMmZhO5em0o{/youtube}

「テスターってなに？」という質問が子供から出るのは当然です。
ここでは ”豆電球に明かりがつくぐらいの電流が流れる” ということなのです。小学校では、「電気を通す」というのは、伝統的に豆電球がつくかつかないかで判定しています。

微弱電流でも測れる装置もあることも、教える方は理解しておかないといけません。例えば、子供を輪にして、手をつないで、そこにピヨピヨひよ子のようなものをつけ、これがピヨピヨなるのを実感させる実験がよく行われます。手にびりっとくるので、電流を実感させる方法の1つとして人気があります。
しかし、本当にきちんと定義するなら、電圧がいくらの時にどれくらい電流が流れるかは、電気が通るのを邪魔する「抵抗」がどれくらいかということで、抵抗が大きいと電気を流しにくいので、「電気を通さない」という言い方をするのです。

人間の体といっても、いろいろな成分がありますから、一概には言えないのですが、抵抗は結構大きいので、普通「人間の体は絶縁体だ」という言い方をします。しかし、雷に感電する事を考えると、電圧（もっと正しくは電位差というべきですが）が大きくなれば電流は流れるわけです。
教える方は、このあたりをわきまえて頂くことが必要です。

電流の強さを調べる（EM-E-03）

2011-01-30T04:45:12+09:00

＜電流の強さを調べる＞

{youtube}61OyBiyRL6o{/youtube}

電流を通すものとして、石墨（黒鉛）もあります。
電池に電流計をつなぎ、普通テスターで豆電球をつけても長い鉛筆の芯だと、「電気を通さない」と思われます。この鉛筆の芯をつないでみると、だんだんみの虫クリップの先を近づけて鉛筆の長さを短くすると、電流が沢山流れ、次第に豆電球が明るくともります。
このことは親子理科実験教室で、子供たちが見つけて質問してきました。
鉛筆の芯でも短くすると、抵抗が小さくなってくるので電流が大きくなります。電流計を使って、それを具体的にみせることも必要です。

なお、乾電池も新品なら1.5V（ボルト）ありますが、使っているうちに電圧が低くなってきます。ですので、電流の強さは、乾電池の電圧にも依存して値は変わります。
これについては別の教材（EM-Eシリーズ）で説明します。

電池何個で豆電球が切れるか？（EM-E-04）

2011-01-30T04:54:51+09:00

＜電池何個で豆電球が切れるか？＞

{youtube}l9AdbozIRMs{/youtube}

”電池いくつで豆電球が切れるか” という問題も、豆電球の種類によって異なりますので注意が必要です。
形は同じでも、フィラメントの性質などによってどれだけの電流（及び電圧）に耐えられるかは異なります。電球が切れるのは、電流が流れすぎてフィラメントの温度が高くなって切れるからです。ですので、切れて壊れたフィラメントの燃えカスのガスが豆電球のガラスの中に発生します。それで黒くなっているのです。

詳しくは、親子理科実験教室ページ内にある「Q&A のページ」をご覧ください。

電池の直列と並列・いろいろな回路で豆電球をつけよう（EM-E-05）

2011-04-12T18:37:55+09:00

＜電池の直列と並列・いろいろな回路で豆電球をつけよう＞

{youtube}1qZsPAgLfnU{/youtube}

電池と導線と豆電球を使って豆電球の明かりをつけるには、電気の通り道（回路）を作ってやればよいのでしたね。電池を2個以上使って作る回路にはいろいろな場合があります。いろいろなつなぎ方を試して、豆電球の明るさを比べてみましょう。

一見違う回路でも、電気の流れを追ってみると分かるように、同じ働きの回路になっているものもあるので注意しましょう。

無料の電子教材「PhET」にある「直流回路キット」を使うと、実験道具を用意することなく色々試すことができます。（

※ PhETの教材を動かすためには、無料ソフト「Java」をインストールする必要があります

テスターを使った授業風景（EM-E-07）

2011-01-30T05:02:15+09:00

＜テスターを使った授業風景＞

{youtube}OQMMcef1Xow{/youtube}

テスターを使った授業風景を教材にしてみました。授業のやり方とか説明の仕方とかがよくわかるので、他にもいろいろとご紹介したいのですが、殆どは授業風景の中に子供たちの顔が映りこんでいるので、ネット配信ではご紹介できないのが残念です。
教室の録画については参加者の皆さんにご了解を得ているので、授業の参考にしたいという方には「教育用」ということで、ご相談に応じることができます。それについてもまた、おいおい説明させていただきます。

これは、幸い（？）子供の顔が鮮明に出ていませんので、テスターを使ってどのように授業を展開するかというとても魅力的な例としてご紹介いたします。
これは、親子理科実験教室でTA（Teaching Assistant）ある京都大学大学院の大学院生、楠田さんが演示しています。TAの皆さんのお名前は、エンディングロールの中でご紹介しています。特にクリップを連結させたものやハサミなどを素材にして、電気の流れが途中で切断されると、電流が流れないことをしっかり子供たちに理解させる工夫がなされています。

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