中学受験理科/物理/電流と抵抗

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電流・磁石[編集]

回路記号[編集]

電気回路の配線を、図で説明するときに、毎回、写真のようなそっくりな絵で説明すると、せつめいする作業が、たいへんな手間になるので、記号が回路図をかくときに、もちいられます。

乾電池。
長い側が、+極です。
短い側が、ー極です。

電池には+極とー極があるが、回路記号では線が長い方が+極です。実際の電池では、でっぱりのある側が+極です。回路図で、短いがわは、ー極です。 この記号は、おぼえてください。どちらがプラス極の側なのかも、おぼえてください。

まちがえて、ぎゃくにおぼえやすいので、注意してください。

かん電池に豆電球とスイッチをつなぐと、あかりをつけたり消したりできます。また、モーターをつなぐと回転させることもできます。豆電球やモーターを使って、かん電池のはたらきを調べよう。 さて、豆電球はかん電池とつなぐとあかりがつきます。モーターはかん電池とつなぐと回転します。 このあかりや回転をもっと明るくしたり、速くしたりできないのでしょうか。

「かん電池をふやせばいい。」、多くの人がそう答えると思います。でも、かん電池を増やしたからといって、かならず豆電球が明るくなったり速くモーターが回ったりするわけではありません。まず、+極から-極へともどってくるように、輪になるようにつながなければ電気は流れません。電池をいくつかつなぐ方法のしゅるいを2つしょうかいします。

電池のつなぎかた[編集]

  • 直列つなぎ
かん電池の曲を +- +- ・・・・・・とじゅん番にならべてつなぎます。かん電池をふやすとたくさんの電気が流れますので、豆電球は明るくなります。
-+ +-や、+- -+ と、かん電池をつないでも、電気は流れません。
直列つなぎ。
右側がプラス極に、つながっている。
  • 並列(へいれつ)つなぎ
かん電池を横にならべて+極どうし、-極どうしをつなぎます。そして、+極をつないだどう線と-極をつないだどう線をモーターや豆電球につなぎます。豆電球の明るさやモーターの速さは変わりませんが、かん電池は長持ちします。
並列つなぎ
右側がプラス極に、つながっている。
※ 本書で、つぎにおしえる「ていこう」は、小学校では習わないかもしれませんが、ウィキメディア・コモンズ (Wikimedia・Commons) およびウィキブックス (Wikibooks) 日本語版での、画像の用意のつごうで、豆電球の回路図が見当たらないので、かわりに「ていこう」をもちいた回路図を、しょうかいします。豆電球をもちいた回路図については、市販の参考書などを参照してください。なお、中学校では、「ていこう」を習うはずです。

電気を流れにくくする物体のことを、ていこう(抵抗)といいます。

電池と抵抗だけをつないだ簡単な回路図を、れいに、しめします。

かいろず

ていこうの記号は、昔と今とでは、じつは、記号がちがいます。中学受験では両方使われる可能性があります。あたらしいほうは、はこ型の四角い記号が、あたらしい「ていこう」の記号です。ギザギザしたほうは、昔の「ていこう」の記号です。

ていこうの、直列つなぎと並列つなぎを、図にすると、つぎのようになります。

(※ ウィキメディア・コモンズ (Wikimedia・Commons) およびウィキブックス (Wikibooks) 日本語版の画像の用意の都合で、古いほうのギザギザ記号での紹介になっています。)
  • 豆電球

豆電球の回路図は、以下のようになります。

まめ電球の、記号。

×の線は、丸から、はみださずに、書いてください。


  • 回路図の図記号

電流計や、電流計、検流計は、回路にながれている電気のせいしつをはかる道具です。電流計や電圧計は、使い方をまちがえると、こわれます。

電流とは、回路がつながっているときの、かん電池とどう線の中での、電気のながれのことです。電気は、プラスきょくから出てきて、どう線を通って、マイナスきょくにもどるのでしたね。電流の単位は アンペア です。アンペアは記号で、「A」とかきます。

電圧とは、電流をながそうとする、強さのことです。電圧の単位は ボルト です。ボルトは記号で V と書きます。ふつうの乾電池の電圧は、だいたい1.5Vくらいです。

光電池[編集]

おおきな光電池。ソーラーパネルともいう。

光電池は光を電気に変えるきかいです。太陽電池とも、いいます。 光電池にも、プラス極とマイナス極があります。 乾電池で、豆電球を明るくさせたり、モーターをまわせたのと同じように、光電池でも、豆電球をつけたり、モーターをまわせたりします。 光電池での、電気をながすつよさは、電池にあてた光がつよいほど、光電池の電気もつよくなります。 なので、たとえば、かがみなどをつかって、光電池に光をあつめると、あつめたぶんだけ、光電池の電気も、つよくなります。

光電池を、紙などで、かげにして、光をさえぎると、電気は、ながれなくなります。 紙をはずして、光電池に、また光にあてると、光電池は、電気を流せるようになります。

乾電池は、つかいつづけると、電気がながせなくなってしまいます。いっぽう、光電池は、おとしたりしてこわさなければ、ずっと、つかえます。このため、光電池のほうが、資源を節約できると考えられています。 光電池のことを、英語で、「ソウラ・セル」というのですが、そのため、光電池をつかった品物の名前が「ソーラー〇〇」というふうな名前がつくことが多いです。 光電池の形は、ひらたい板のような形をしていることがあります。板のような形をしたものをパネルということがあるので、板のような光電池をソーラーパネル(SOLAR PANEL)ということもあります。

ソーラー・カー。

光電池で走る車は、「ソーラー・カー」 といいます。