電気を子供に優しく教える

小さい子供に電気って何?と聞かれたら、どう説明したら良いでしょうか。

子供に難しい数式を出して、説明した所でなんにもなりません。

理科嫌いになってしまうかもしれません。

身近にあるもので実験したりすると、もしかしたら興味を示すかもしれませんね。

小学生に電気ってなあにと言われたら、どうやって説明したら良いか考えてみました。

インターネットなどで豆電球の実験セットなどを手に入れるのが良いかもしれません。

電池ケース、豆電球、接続端子、コード(電線)などが一つのセットになっていますのでとても便利です。

価格も数百円と手頃です。

電気には直流と交流の2種類の電気があります。

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豆電球セット

回路図としては次のようになります。

回路図の説明

  • 電池⇒電気が貯えられているもの。
  • 豆電球⇒電気が流れると光を出すもの。
  • コード⇒電池と豆電球をつなぐもの。
  • スイッチ⇒電気を入れたり切ったりするもの。

説明する相手が小さい場合はスイッチを入れたり、切ったりすることで豆電球が光ったり、消えたりすることを見せることが良いでしょう。

実験セットで起きていることを一緒に考えてみる

 

  1. スイッチを入れた時、豆電球が光ることで何かがコードを伝わって流れていることを確認することができると思います。
  2. この何かが流れているもの、これを「電流」ということを説明します。
  3. コードについては中に銅線が入っていて、銅線には電流が流れることを説明します。
  4. コードの周りにはビニールでおおわれていること。ビニールは電気を流さない性質があること。
  5. ここで使っている乾電池には、出っ張りがある方の端子を「プラス」、平らな方を「マイナス」と呼んでいること。
  6. 電気は「プラス」から出て「マイナス」に流れること。
  7. 電池には電気を流す力の大きさがあること。この大きさのことを「電圧」と呼んでいること。
  8. 通常乾電池なら1.5ボルト(V)と書いてあります。
  9. 電池を直列にして2個にすると豆電球の明るさが明るくなること。

以上のようなことを話せばかなり理解できるのではないでしょうか。

電気の語源

紀元前600年頃にギリシャ人のタレスという人が、琥珀を布で磨いてもすぐにホコリがついてしまうことから今で言う静電気がものを引き付けるということを発見しました。

これが静電気だということが分かったのは、ずっとあとのことです。

このようにものを引き寄せる力があることを、ギリシャ語で琥珀を意味する「エレクトロン」と呼ばれていました。

これが電気「エレクトリシティ」の語源になりました。

琥珀による摩擦の電気や雷による電気も電気と呼ばれる前から、存在していたわけですがその正体は分かりませんでした。

このような不思議な力を人々は「電気」と名付けたのです。

フランクリンが雷を電気と確認して、正と負の電気があることを発見しました。

あなたは電気というと何を思い浮かべますか。乾電池、それとも家庭のコンセントに来ている100Vの電気を思い浮かべますか。

乾電池の電気は 直流 というものです。家庭のコンセントに来ている電気は 交流 というものです。

直流

直流というものは一般に電池と言われるものに代表されます。

ある一定の電圧が出てくるもので、時間の経過で弱くはなりますが プラスとマイナス の向きは変わらないものです。

電気の流れを電流といいますが電流は通常直流ならばプラスから出た電気が、マイナスに向かって流れて行きます。

しかし、これを原子の大きさにまでさかのぼって考えると、電気はマイナスの電気を持った電子の流れであることがわかります。

この電子の流れは、電流の向きと反対になるのです。

なぜこのようになったのかというと、電流の向きが定義された後になって、電子の事が明らかになったためです。

交流

交流には周波数というものがあります。

プラスとマイナスが交互に変化するもので1秒間に50回変わるものを50Hz、1秒間に60回変わるものを60HZといいます。

Hzのことを(ヘルツ)と呼びます。以前はC/Sと書いて(サイクル)と呼んでいた時期もありましたが1970年代にHzに切り替えられました。

ちなみにHZ(ヘルツ)とはドイツの物理学者の名前でハインリヒ・ヘルツに因んでいます。

電子の発見

18世紀の初めごろ(1700年代の初め頃)に電気にプラスとマイナスがあることが発見されました。

それに対して、電子というものが発見されたのは19世紀の終わり頃(1800年代の終わり頃)ですから、電気のプラス・マイナスが発見されてから約200年もたってからのことです。

電気はプラスからマイナスの方向へ電流が流れると考えられていたことが、電子の発見によって電子の流れが電流を作っているとわかりました。

そして、、電流と電子の流れの向きが逆方向ということも、このときにわかりました。

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以上で「電気を子供に優しく教える」の説明を終わります。