電気・電流のわかりやすい考え方・コツ 2〜電流を持ち上げる高さ=矢印の数・直列と並列・理由を理解して暗記・直列つなぎのイメージ・便利な矢印〜｜中学受験・理科

前回は「電気・電流のわかりやすい考え方・コツ 1〜電圧と電流と抵抗・電流とは？・流れる電流を描く・電池とは？・電流を「持ち上げる」役割〜」の話でした。

直列と並列：理由を理解して暗記

前回のイメージを考えながら、直列電池を考えましょう。

そのイメージを暗記ではなく、しっかりイメージしてみましょう。

確かに「暗記した方が早い」のですが、なぜ「2個直列だと、電圧が2倍」なのでしょうか？

電池の直列・並列は暗記する方が良いですが、理由を理解して暗記しましょう。

「ひたすら暗記」すると基本問題は解けますが、少し回路が複雑になると解けなくなることがあります。

そのため、「理由を理解して暗記」する方が良いでしょう。

ひたすら「暗記」すると、勉強が楽しくなくなります。

そして「暗記に頼る」勉強法だと、記述式問題に対応する力が育ちにくいです。

「答えのみ」や選択式の問題が多い場合でも、「パターン分け」で考えて解くと、

ちょっと状況が異なると、出来ないことがあります。

そこで、「電池が電流をエイッと持ち上げる」イメージを持ちましょう。

直列つなぎのイメージ：便利な矢印

電池2個を直列につないだところ（電池）に、電流がやってきました。

これは、「最初に電流がなかった時」も同じです。

電池が1個でも何個でも、「電流がない回路に電流を持ち上げて流れを発生させる」のが電池です。

電池は「電流を持ち上げる」=「電圧をかける」イメージで考えましょう。

まず、一つ目の電池で、エイッと電流が持ち上がります。

「持ち上がる高さ＝電圧」と考えたので、矢印で持ち上げる高さを表現して描きましょう。

かっ車の時に、「ひも・糸を引っ張る力」と「おもりの重さ」を矢印で表す話をご紹介しました。

この時は、力の矢印に「向き」と「長さ」がありました。

電池が「エイッと電流が持ち上げる」高さを矢印で描いてみましょう。

電池一つで「エイッと電流が持ち上げる高さ=矢印一つ分」としましょう。

電池・電流は、「電池が持ち上げる高さは上向き」のイメージです。

力の時は「向き」と「長さ」がありましたが、今回は「向きは上向き」で変わるのは「長さ」だけです。

力よりも「少し簡単」なので、こう考えてみましょう。

電流を持ち上げる高さ=矢印の数

流れている電流は、すぐに二つ目の電池に流れます。

算数の図形問題を解く際に、「矢印の話」を上記リンクでご紹介しました。

図形では、「矢印の向き」が大事です。

「向きと長さを考えて、つなぎ合わせる」と「矢印の和」になります。

二つ目の電池でもう一度、エイッと電流が持ち上がげます。

その時、「持ち上がる高さの合計」を考えてみましょう。

矢印２回分持ち上がるので、「矢印２個分」持ち上がります。

そして、「矢印２個分の高さ=電池２個分の電圧」だけ、電流が持ち上がりました。

このように考えると、「電池が5個直列」の時はどうなりますか？

同じように考えると「電池N個直列=電圧はN個分」が分かります。

電池を持ち上げる向きは、「基本的に上」です。

電圧は「電流の流れを上向きに持ち上げる力」と考えましょう。

回路を一周している間に、電流はだんだん下がってしまいます。

電流は見えないですが、回路を一周する間に電球や抵抗があります。

「抵抗」は文字通り「抵抗」なので、電流も疲れてしまうのです。

みなさんも、校庭でトラックを一周したら疲れると思います。

それと同じで、電流も抵抗にあうと疲れてしまい、高さが下がるのです。

そして、下がった電流は再び、電池によって「電圧の高さ」分持ち上げられるイメージです。

次回は、並列つなぎの話です。

次回は下記リンクです。