流れる電流はどこを測っても同じ!それなら電池の役割は何?

乾電池が豆電球を光らせている?

豆電球と乾電池をつなげて回路をつくると豆電球が光りました。

これは回路に電流が流れているからでしたね。

もちろん豆電球だけで回路をつくっても光ることはありません。

つまり、乾電池が電流を流しているわけですね!

 

さて、豆電球はどのくらいの電気を使って光っているんでしょうか?

電流計を使って、豆電球が使う電気の量を調べてみましょう!

電流の測定

電流は+極から-極に流れて、豆電球を光らせています。

豆電球は電気を使って光っていると考えられますね!

なので、豆電球に入る前の電流の大きさと出た後の電流の大きさを調べて、引き算すれば豆電球が使った電流の大きさがわかります

さっそく測っていきましょう!

測るのは写真にある2か所の矢印の地点です。

電流計は直列つなぎで使うので、回路を組むとそれぞれ下の写真のようになります。

さて、結果の電流の大きさをみてみると、

豆電球に流れ込む前は280mAで、出た後は270mAでした。

つまり、豆電球に入る前と出た後の電流の大きさはだいたい同じといえます。

(10mAの差は導線や電流計の抵抗の値やつなぎ方の誤差と考えます)

 

これはいったいどういうことでしょうか?

「豆電球は電流を使っていない?」という結論が出せますね。

じゃあ豆電球はどうやって光っているんでしょうか?

 

この謎を解くために、電流について考えなおしていきましょう!

電流とは電気の粒の流れのことでした。たくさんの電気の粒が流れているほど電流の大きさは大きいといえます。

つまり、電気の粒=電流でした。

今回の実験からわかることは、豆電球は電気の粒をなくす代わりに光っているわけではないこととがわかります。

だから、豆電球に入る前と入った後の電流の大きさがほとんど同じだったんですね。

 

じゃあ乾電池は何をしているんでしょうか?

電流の大きさが変わらないのなら電池がなくても勝手に電気の粒が回路を回って豆電球が光り続けそうな感じもしますよね。

電池の役割について考えてみましょう!

電池の役割

電流とは小さな電気の粒が流れることです。

回路には電流が流れているから豆電球が光ります。そしてもちろん回路の中に電池がなければ、豆電球は光りません。

じゃあ電池はどんな役割があるのでしょうか?

 

(これからの説明は事実と少し違いますが、電池のイメージをつかむものとして考えてください。)

電気の粒が回路を一周する様子を考えてみましょう。

電気の粒は電池の+極を出発して、豆電球を光らせてから電池の-極に戻ってきます。

例えば、+極から100個の電気の粒が出発したら100個の電気の粒がそのまま-極に戻ってくるわけです。

数は同じですが、出発した電気の粒と、戻ってきた電気の粒には違いがあります

 

さて、何が変わっているんでしょうか?

 

実は、電気の粒の高さが変わっているんです!

豆電球が光る時、そこに電気の粒が流れていきますが、ただ通っているだけでなく、高さを失っているんです。

高いところから電気の粒が落ちるから、粒が水車を回すように豆電球が光ると考えてください。

 

この電気の粒の高さが高いほど豆電球が明るく光るイメージがつかめますね。

じゃあ電池は何をしているのかというと、電池の役割は電気の粒を上にあげることです。

 

1つの回路をイメージでとらえるとこんな感じです。

電池を通った時と豆電球を通った時で、電気の粒の高さが変わっていることがわかりますね。

この電池や電源が電気の粒をどのくらいあげられるかの能力を電圧といい、電圧の大きさをV(ボルト)で表します。

上のイラストを回路図で表すと、このようになります。

電池や電源は電気の粒の高さを上げていて、回路図で見ると、上の導線を通る電気の粒の高さ(電位)は1.5Vで、下の導線を通る電気の粒の高さは0Vということです。

電圧は電流を流す力とも考えられますね。

 

電池が高く電気の粒を上に上げられるほど電圧が大きい=電流を流す力を持っている⇒豆電球が明るく光る

ということになります。

 

まとめると、回路全体で電池は電気の粒を上にあげる豆電球がその上がった粒をを使って光る

この高さが電圧で、電圧が大きいほど豆電球の光は明るくなるということですね。

 

 

乾電池の電圧

大きさに関わらず、乾電池にはすべて1.5Vと書かれています。この1.5Vが電圧です。

ちなみに、家のコンセントの電圧は100Vに設定されています。

これは、人に誤ってかかってしまってもギリギリ生きていられる電圧なんです。

ピカチュウは10万ボルト。。。

まとめ

豆電球に入る前と出た後の電流の大きさは等しい

電流を流す力を電圧といい、大きさはV(ボルト)で表す。

電池が電気の粒を上にあげて豆電球は粒を下げることで光る

中2物理
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プロフィール
ゆうしろ

公立中学校の現役教員です。
専門は生物学で、中学・高校理科の教員免許を持っています。
子供のころ勉強に使っていた学習サイトを自分でも作りたくでトライし始めました!
理科の授業を「何度でもふりかえる」ことが出来るように、知識+思考力がつくサイトにしていきます!

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