前回は「電気・電流のわかりやすい考え方・コツ 7〜電熱線の抵抗を実感・電線・電柱・日本と欧米の街・現象が「逆」の時〜」の話でした。
電流と抵抗と電圧の三つが登場する「難しい」電気
電池は「電流をエイッと持ち上げる」役割を持っています。
そして、この「電流をエイッと持ち上げる」電池があるために、電流が流れます。
その電池は、直列または並列に接続されますが、それぞれ下記の通りとなるイメージです。
・電流は、「電池の個数分の高さ=電圧」持ち上げられる
・電池の持ちは変わらない（流れる電流が同じ）
・電流は、「電池1個分の高さ=電圧」持ち上げられる
・電池の持ちは、並列電池の個数分長くなる（流れる電流が減少する）
そして、電池がエイッと電流を持ち上げて（起電力）、電流が一周してきます。
電流は一周する間に、電球・抵抗・電熱線などの抵抗を受けて、ダメージを受けます。
電球や抵抗があると、
電流電球や抵抗があると
電気の流れ（電流）の邪魔だよ・・・
電流せっかく、電流が流れているのに、
なぜ、邪魔するの・・・
電流が「ぶつかって痛い」イメージです。
電球・抵抗は、わかりやすい「抵抗」であり、電熱線も抵抗となります。
これで、電流・電圧・抵抗の電気の考え方がイメージできました。
小学生・中学受験生が学ぶ理科は、実に広範囲です。
子ども達は、それぞれの個性や指向性で、得意な分野・不得意な分野があるでしょう。
男子小学生僕、水溶液とかの問題は
得意だよ。
女子小学生私は、太陽とか宇宙の話が好きだから、
天体は得意だよ！
なんとなく「勉強」という感じの社会や国語に比べ、身近に感じられる理科。
身近だからこそ、好き・嫌い、得意・不得意が出やすいとも言えます。
そして、電気は比較的「難しい」イメージがあります。
男子小学生電気は、
よく分からなくなるよ。
女子小学生電気は
ちょっと苦手かも・・・
電気が難しくて、分かりにくいのは、理由があります。
その理由は「電流・電圧・抵抗」と三つも出てくるので、混乱しやすいからです。
女子小学生そう。どれがどうなっているのか、
分からなくなる・・・
誰でも考える対象が一つか二つだと、比較的分かりやすいです。
ところが、対象が三つになると、途端に難しく感じます。
男子小学生電流と電圧だけなら、
良いんだけど・・・
男子小学生やっぱり、
三つあると難しいよね・・・
小学生の皆さんが、よくやる「鬼ごっこ」を例にしましょう。
「鬼が一人で、逃げる方が一人」だったら、比較的「追いかけるのが楽」です。
「鬼が一人で、逃げる方が二人」だったら、走る速さによりますが「追いかけられる」感じです。
ところが、「鬼が一人で、逃げる方が三人」になると、鬼は大変です。
男子小学生最近「鬼ごっこ」やらないけど、
なんとなく分かる・・・
女子小学生三人を
追いかけるのは、大変・・・
「一度に三人追いかけよう」とすると、非常に大変です。
その代わりに、「一度に一人ずつ追いかける」やり方はどうでしょうか？
男子小学生それなら、一人を
集中的に追いかければいいね！
オームの法則の式の意味
電気を勉強すると、まずは「オームの法則」をしっかり理解する必要があります。
とてもシンプルな法則・公式である「オームの法則」。
あまりにシンプル過ぎて、すぐに覚えられそうです。
そして、シンプルなので、
男子小学生この法則・公式を
どう使おうか・・・
「どう使うか」を考えて、すぐに問題に取り掛かる方が多いでしょう。
ここでは、オームの法則の意味を改めて考えてみましょう。
上の二つの式を見てください。
男子小学生これは「同じ」
でしょ・・・
女子小学生掛け算でも割り算でも、
「同じ」だよね・・・
「同じ」でしょうか？
算数としては、「同じ」です。
どちらで考えても、同じ結果が出ます。
それでは、式の意味を考えてみましょう。
男子小学生えっ？
「式の意味」って何？
女子小学生式の意味は
考えたことないけど・・・
上の二つの式が、「それぞれどういうことか」を少し考えてみてください。
難しく考えずに、「割り算と掛け算の意味」を考えてみましょう。
それぞれの式の意味は、上記のような内容です。
男子小学生これは、
「当たり前」だよね・・・
男子小学生これは、
分かっているけど・・・
上の式では、「電流は、電圧を抵抗で割った値」です。
つまり、電流とは「電圧がかかって、発生する」ことを意味します。
そして、「電圧を抵抗で割れば、電流の値が分かる」のです。
女子小学生確かに
そうだけど・・・
女子小学生どっちでも
同じでしょ・・・
下の式では、「電圧は、電流と抵抗を掛けた値」です。
つまり、電圧とは「電圧をかけると発生する電流」と関係があることを意味します。
そして、「電圧と電流は比例関係にあり、電流に抵抗をかけると電圧になる」のです。
男子小学生結局、「同じ」
じゃないの？
算数としては「同じ」ですが、理科としては、少し異なります。
回路の主役は電圧
「数式としては同一・同値」ですが、式の意味としては、主役が異なります。
上の式では「電流が主役」です。
下の式では「電圧が主役」です。
女子小学生問題では、
電流を求めることが多いから・・・
女子小学生上の式の方が、
よく使う気がする・・・
電流・抵抗・電圧を、もう一度考えてみましょう。
電流は、電池が電圧をかけて「エイッと持ち上げて」発生します。
「電圧があって、初めて電流が流れる」のです。
「電圧がなければ、電流は流れない」のです。
そのため、電流・電圧・抵抗が登場する電気は、「電圧が主役」なのです。
・主役は電圧
・電圧があって、初めて電流が流れる
そこで、「まず電圧を考える」ようにしましょう。
電流・抵抗・電圧の三つのうち、抵抗は少し立場が弱い気がします。
男子小学生やっぱり電流と電圧が
大事だよね！
女子小学生「抵抗を求めよ」という
問題は、あまりないね・・・
「電流と電圧」がメインですが、なんといっても「主役は電圧」です。
このことをはっきり理解して、電気の問題を解くようにしましょう。
実は「電流があって、電圧が発生する」現象があります。
男子小学生えっ！
そうなの！
女子小学生それでは、「電流が主役」のときも
あるのかな・・・
「電流があって、電圧が発生する」現象は、高校物理の範囲です。
中学受験の方・小学生は「対象外」なので、中学生〜高校生で学ぶのを楽しみにして下さい。
とにかく、中学受験・小学校の理科では、「主役は電圧」です。
次回は、電気の問題が「考えやすくなる」「解きやすくなる」視点を考えましょう。
次回は下記リンクです。
