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テストで狙われやすい!並列回路の電圧・電流・抵抗の求め方

並列回路の電圧・電流・抵抗の求め方がわからん!

こんにちは!この記事を書いているKenだよ。お湯、汲んできたね。

 

中学理科の電気で狙われやすいのが、並列回路の電圧・電流・抵抗の求め方

前回勉強してきた「直列回路の電圧・電流・抵抗の求め方」とは異なるから、並列回路は並列回路のルールを覚えなきゃいけないんだ。

今日はそのテストにも出やすい並列回路の電圧・電流・抵抗の求め方をわかりやすく解説してみたよ。

 

並列回路の電圧の求め方

まず電圧からだね。

並列回路の電圧のルールはすこぶる簡単。

それは、

全体の電圧は各抵抗にかかる電圧に等しい

ってやつだ。

 

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

どの抵抗だろうが電球だろうが、並列に繋がっているなら、そこにかかる電圧は同じってことね。

 

例えば、 3Vの電源に2つの抵抗A・Bを並列につなげているところを想像してみて。

 

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

このとき抵抗 A・ B 、それぞれにかかる電圧はなんと。

3V!!

 

 

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

電源の電圧と全く同じってことなんだ。らくしょ〜

 

並列回路の電流の求め方

次は電流だね。

並列回路の電流は次のルールを覚えておけばいいよ。

枝分かれして電流を足すと全体に流れる電流になる

ってやつ。

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

どういうことか具体的に説明していくね。

 

例えば、全体の枝分かれする前の電流の大きさが3[A]だとしよう。

この時、抵抗Aに流れる電流が2[A]だったとしたら抵抗Bに流れる電流はいくらになるだろうか???

 

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

そう、そうだよ。

 

全体の電流3 [A]から抵抗に流れる電流の2 [A]を引いて1 [A] 流れるというのが正解だ。

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

枝分かれの電流を足したら、全体の電流になると覚えておけばいいね。

 

並列回路の抵抗の求め方

最後に並列回路の抵抗の求め方だね。

これは若干トリッキーなので注意が必要。並列回路のルールは次のものになるよ↓

全体の抵抗の逆数は各抵抗にかかる抵抗の逆数を足したものに等しい

だ。

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

ちょっとわかりづらいから具体例で見てみよう。

例えば、2つの抵抗が並列回路で繋がっていて、抵抗Aが200Ω、抵抗Bが100Ωだとする。

 

 

この時、2つの抵抗を合わせた全体の抵抗値を求めるとしよう。

さっきの並列回路の抵抗のルールを適用すると、2つの抵抗の逆数を足したものになるから、

(Aの抵抗値)分の1 +(Bの抵抗値)分の1  = (全体の抵抗値)分の1

となるわけだね。

 

これをさっきの電気回路に当てはめて全体の抵抗を求めてみるよ。

(Aの抵抗値)分の1 +(Bの抵抗値)分の1  = (全体の抵抗値)分の1

200分の1 + 100分の1  = (全体の抵抗値)分の1

200分の3 = (全体の抵抗値)分の1

(全体の抵抗値)= 3分の200 ≒ 66.6666Ω

になるね。

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

このことから分かるのは、

全体の抵抗はそれぞれの抵抗よりも小さくなるってことだ。

66.66という抵抗値はもちろんAの抵抗値200Ωよりも小さいし、もう一個のBの抵抗値の100Ω よりも小さいよね。

んな感じで、全体の抵抗を求めると小さくなってしまうのが、並列回路の抵抗なんだ。

 

基本ルールを抑えれば並列回路も攻略だ!

以上が並列回路の電圧・電流・抵抗の求め方だったよ。

最後におさらいしておこう。

並列回路の電圧は電源の電圧と同じでどこでも電圧は等しいね。

 

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

電流は枝分かれを足したものが全体の流れる電流になって、

 

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

全体の抵抗の逆数は、各抵抗にかかる抵抗の逆数を足したものに等しい

と覚えておこう。

 

並列回路 電圧 電流 抵抗 求め方

 

次は「電圧計の使い方」を勉強していこう。

 

そんじゃねー

Ken

3分でわかる!直列回路の電圧・電流・抵抗の大きさの求め方

直列回路の電圧・電流・抵抗の求め方はどうやるの??

こんにちは!この記事を書いているKenだよ。ニラ、摂取したね。

 

電気の回路には、

の2種類あるって勉強してきたよね??

 

並列回路 直列回路 違い 見分け方

 

今日はその中でも

直列回路

に目を向けてみよう。

 

「直列回路」とは、

導線の道筋が1本になっている回路のこと

で、一筆書きできる回路が直列だ。

この直列回路に関して覚えておきたいのが、

の3つの求め方。

むちゃくちゃテストに出やすいからマスターしておくに越したことはないね。

 

 

直列回路の電圧・電流・抵抗の大きさの求め方

今日はこの直列回路の電圧・電流・抵抗の求め方をわかりやすくまとめてみたよ。

 

電流の求め方

直列回路の電流はむちゃくちゃわかりやすくて、

回路のどこでも電流の大きさは同じになっているんだ。

 

 

たとえば、このA地点で50mAの電流が流れていたとすると、

 

 

他のB・C地点でも同じ一定の50mAの電流が流れていることになるのさ。

 

 

電圧の求め方

だが、直列回路の電圧の求め方はちょっとやっかい。

電圧は、

抵抗にかかる電圧の和が電源の電圧に等しい

というルールがあるよ。

 

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

たとえば、3Vの電池があったとしよう。

こいつに2つの抵抗をつなげて、抵抗Aにかかる電圧が1Vだったとしよう。

 

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

このとき、もう1つの抵抗にかかる電圧は2Vになるんだ。

なぜなら、抵抗AとBの電圧を足したら電源電圧3Vになるはずだからね。

 

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

抵抗の求め方

最後に直列回路の抵抗の求め方だね。

こいつは、

回路全体の抵抗は、それぞれの抵抗を足したものに等しい

というルールがあるよ。

 

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

たとえば、抵抗Aが100Ω、抵抗Bが200Ωだったとしよう。

 

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

このとき、回路全体の抵抗は、その2つの抵抗を足した、

100 + 200

= 300Ω

になるんだ。

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

直列回路だったら抵抗値をたすだけで全体の抵抗が出ちゃうから楽チンね。

 

 

直流回路の問題は基本を押さえていればオッケー

以上が直列回路の電流、電圧、抵抗の求め方だね。

最後に忘れないように復習しておくと、

直列回路の電流はどこでも同じで

 

 

それぞれの抵抗にかかる電圧を足したら、電源の電圧になって、

 

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

全体の抵抗は各抵抗値を足したものに等しいんだったね。

 

直列回路 電流 電圧 抵抗 求め方

 

次は「並列回路の電圧・電流・抵抗の大きさの求め方」を勉強していこう。

 

そんじゃねー

Ken

3分でわかる!電流計の使い方〜つなぎ方から注意点まで〜

電流計の使い方・つなぎ方ってどうやるの??

こんにちは!この記事を書いてるKenだよ。からい、ね。

 

「回路に流れている電流の大きさを計測したい!」

そんな時に便利なのが、

電流計

という電気器具だ。

 

中学理科では電流を計測する実験があって、電流計の使い方を覚えておくと実験で大活躍できる。

しかも、理科のテストにも電流計のつなぎ方がよく出てくるんだ。

今日はその厄介だけど必要な「電流計の使い方」をわかりやすくまとめてみたよ。

 

 

3分でわかる!電流計の使い方・つなぎ方

早速、電流計の使い方を解説していくよ。

例として、次の直列回路に流れている電流の大きさを計測したい場面を想像してみてね。

 

電流計 使い方 つなぎ方

 

Step1. つなぐ

まずは電流計を回路につなげてみよう。

つなげ方のルールは、

直列でつなぐ

ってこと。

回路の途中に電流計のプラス端子、マイナス端子にコードをさして回路に組み込んでいくよ。

 

 

ここで注意したいのがマイナス端子を指す場所。

電流計のマイナス端子には3つの端子が用意されていて、それぞれで計測できるマックスの電流の大きさが異なるんだ。

右からそれぞれ、

まで計測できるようになってるよ。

 

電流計 使い方 つなぎ方

 

まずは一番大きな電流まで測れる5Aの端子につないでいくんだ。

 

なぜ一番大きな端子からなのかというと、

電流計の針が振り切れてしまって計測できなくなるのを防ぐためだね。

 

電流計 使い方 つなぎ方

 

たとえば、2Aの電流が流れている回路に500mAまでしか測れないマイナスの端子をつなげてしまうとどうなる?

そう、2Aの電流が最大の500mAとして計測されてしまうんだ。

もしかしたら、針が振り切れ過ぎて電流計がぶっ壊れてしまう可能性だってある。

ってことで、安全のためにもマイナス端子は単位が大きいものからつないでいくようにしよう。

 

Step2. メモリの単位の調整

電流計のマイナス端子は一番大きいものにつないでみたね??

一発でうまくいくこともあるけど、

電流計がピクリともしないときだってある。

 

そんなときはマイナス端子を1段階小さい単位のものに切り替えてみよう。

具体的にいうと、5Aのマイナス端子で針が動かなかったら次に大きい500mAに切り替えてみる。

 

電流計 使い方 つなぎ方

 

それでも針がふれなかったら一番小さい50mAの端子にしてみる。

ちょうどいいマイナス端子を求めて小さい方にどんどん切り替えていくわけだ。

 

Step3. メモリを読む

無事に電流計の針が動いたら、あとは電流の大きさを読むだけ。

読み方はいたって簡単で、

マイナス端子をさした単位のメモリを読むだけでいいのね。

それ以外のメモリは無視してしまうのがコツだ。

 

たとえば、電流計でマイナス端子500mAにしていたとき、次のように針がふれたとしよう。

 

電流計 使い方 つなぎ方

 

このとき注目して欲しいのは赤い字の500mAのメモリのみ。

マックス500mAのメモリだけに注目してみると、この回路に流れている電流は200mAということがわかるね。

これで電流計の使い方は終了!

回路に流れる電流の大きさが計測できたはずだ。

 

 

なぜ、電流計を直列つなぎにするべきなのか??

電流計の使い方はだいたいわかったね。

ただ、ちょっと気になるのが、

なぜ電流計は直列つなぎにする必要があるのか??

ということだ。

直列でも並列でもいいじゃないか?

なんて思っちゃうよね。

 

じつは電流計のつなぎ方を直列つなぎにこだわる理由は、

直列回路と並列回路に流れる電流の大きさの違い

にあるんだ。

 

直列回路では、

回路全体に流れる電流の大きさは等しい

っていう性質がある。

電流計を直列つなぎにしてしまえば、そのつなげた回路に流れる電流の大きさがわかるってことだ。

どこに直列つなぎしても同じ電流の大きさが得られるし便利。

 

電流計 使い方 つなぎ方

 

しかしながら、並列回路だとちょっと事情が違ってくる。

なぜなら、並列回路の電流はどこでも等しいってわけじゃなくて、

枝分かれした電流を足すと、枝分かれ前の電流の大きさになる

っていう性質があるからね。

 

電流計 使い方 つなぎ方

 

もし、回路に流れている電流を図りたいときに電流計を並列つなぎしてしまうと、

が違うことになるんだ。

ってことで、電流の大きさを計測したいときは、電流計を直列つなぎしてみよう。

電流計の使い方をマスターしたら次は「電圧計の使い方」も勉強してみてね。

 

そんじゃねー

Ken

違いが3秒でわかる!直列回路と並列回路の見分け方

直列回路と並列回路の違いってなんなの??

こんにちは!この記事を書いているKenだよ。力士、みかけたね。

 

回路とは、

の3つが含まれている電気の回線のことで、

回路図 書き方 ルール

回路を誰でも読めるようにする回路図のかきかたなんかも勉強してきたよね。

 

回路図 書き方 ルール

 

じつはその回路というやつは2種類にわかれるんだよ。

  1. 直列回路
  2. 並列回路

並列回路 直列回路 違い 見分け方

 

今日はこの回路の種類の違いと見分け方をわかりやすくまとめてみたよ。

 

 

3分でわかる!直列回路と並列回路の違い

まずは直列回路と並列回路の違いを確認していこう。

ズバリ、この2種類の回路の違いは、

導線の道筋の数

だ。

もし、導線の道筋が一本で繋がっているなら直列回路、

 

並列回路 直列回路 違い 見分け方

 

1本じゃなくて2本以上ならば並列回路なんだ。

 

並列回路 直列回路 違い 見分け方

 

 

直列回路と並列回路の見分け方は??

と、ここまでで直列回路と並列回路はなんとなくわかった。

でも、

どうやって直列回路と並列回路を見分けたらいいのかわからない!

と困っている子もいるはずだ。

 

そんな子のために、

直列回路と並列回路のとっておきの見分け方

を伝授しよう。

とある回路が直列回路か並列回路なのか?を見分けるときは、

回路の道筋を一筆書きできるか?

を検証してみるといいよ。

 

もし、一筆書きで回路の道筋をかけるならば、そいつは直列回路、

 

並列回路 直列回路 違い 見分け方

 

一筆じゃ無理で、二筆、三筆使わないとかけそうにないときは並列回路ってことになる。

 

並列回路 直列回路 違い 見分け方

 

回路のタイプに迷いが生じたときはこの見分けかたを使ってみよう。

つぎは「電流計の使い方」を勉強してみてね。

 

そんじゃねー

Ken

テストに出やすい!回路図の書き方の5つのルール

回路図の書き方がわからん!

こんにちは!この記事を書いているKenだよ。玄米、絞り出したね。

 

中学理科では電気の勉強をして行くんだけど、中でもテストに狙わられやすいのが、

回路図の書き方

だ。

しつこいぐらいに、

「この回路の回路図をかいてください」

と言ってきたり、

「回路図の記号の意味を答えなさい」

とか攻めてくる問題が多いね。

今日はそんな回路図の書き方の問題を瞬殺するために、

中学理科で勉強する回路図の書き方のルール・決まり

を復習してこう。

 

 

いや、ちょっと待って!回路図とは??

回路図の書き方を勉強して行く前にちょっと待って。

まずは回路図とは何かを復習しておこう。

回路図とはズバリ、

回路を記号で表した図

のことだったね。

 

回路図 書き方 ルール

 

回路とは??

ここで出てくる回路とは、

電流が流れる道筋のこと。

この回路には次の3つがなくてはならないことになってるよ。

  1. 電源(電気を流そうとするところ)
  2. 導線(電気を流すもの)
  3. 電気を使うところ

回路図 書き方 ルール

たとえば、「電気を使うところ」がない電池と導線だけだと回路は成立しなくなってしまうし、

 

回路図 書き方 ルール

 

「電池」がなくても、

 

回路図 書き方 ルール

 

「導線」がなくても回路にはなれないというわけね。

 

回路図 書き方 ルール

 

回路図とは??

えっ。別に回路図なんか使わなくても生きていけるって!?

 

いやいや、そんなことはない。

回路図を使うと、自分が作った回路を他のだれかが再現できるようになるんだ。

 

回路図 書き方 ルール

 

たとえば、回路図がない世界で、自分の発明品の回路をスケッチしたとしよう。

そのスケッチによって伝わる人にはわかるかもしれないけど、もし絵心がない発明家だったら誰にも伝えられずに生涯を閉じることになっちまうだろうね。

 

しかし、回路図が全てを変えた。

誰でも同じ共通のルールで回路を回路図で表現できるようになったからだね。

誰かの回路図を読んで回路を理解できるし、自分が回路図を書けばだれかに自分の回路を伝えられるようになったんだ。

いわば回路図は電気界のほんにゃくこんにゃくみたいなもんで、回路図があるからみんな理解し合えるんだよ。

 

 

中学理科で出てくる!回路図の書き方の5つのルール

さて、いよいよ回路図の書き方のルールを見ていこう。

 

ルール1. 導線は直線で

まず、回路の導線のかきかた。導線は、

直線でかくことがルールになっているよ。

 

回路図 書き方 ルール

 

こんな感じでゲジゲジしててはいけないし、

 

回路図 書き方 ルール

 

弧を描いてもいけない。

 

回路図 書き方 ルール

 

回路図の導線を描くときは必ず定規を使って直線で表現してやろう。

 

ルール2. 電気器具は記号で

お次は電気器具たちの書き方だ。

電気器具とはたとえば、

などだね。

回路図ではこれらの電気器具をリアルにスケッチしてはダメで、器具たちを記号で表現するんだ。

 

中学理科で使う電気器具の記号は次のようなやつらだね↓

電気器具 記号
電池、電源  回路図 書き方 ルール
電球  回路図 書き方 ルール
スイッチ  回路図 書き方 ルール
抵抗器・電熱線  回路図 書き方 ルール
電流計 回路図 書き方 ルール
電圧計  回路図 書き方 ルール

 

最初は記号が覚えられんかもしれないけど、何回か回路図を書いていくうちになれるよ。

 

ルール3. 導線の曲がり角は直角

続いて導線に関する細かいルール。

導線の曲がり角は直角、つまり90度になっている必要があるんだ。

 

回路図 書き方 ルール

 

こんな感じでちょっと斜めになっててもいけないし、

 

回路図 書き方 ルール

 

広すぎてもいけない。

 

回路図 書き方 ルール

 

導線の角が90度になるように三角定規などを用いてかいてやろう。

 

ルール4. 導線の角には器具をかくな!

導線の角には電気器具をかいてはいけないんだ。

 

たとえば、こんな感じで電球を角っこにおいたり、

回路図 書き方 ルール

電池を置いたりしちゃいけない。

回路図 書き方 ルール

電気器具たちは導線の直線部分に書いてみようね。

 

ルール5. 導線の交わりには点を打つ

導線が交わってるところには点を打つようにしよう。

たとえば、2つの導線が交わっている箇所にはこんな感じで点を打ってやる。

 

回路図 書き方 ルール

 

逆に、導線が交わってないけど導線が交差してしまったとき。

この場合は点を打たないで直線同士を交差させてやろう。

 

回路図 書き方 ルール

 

 

さあ、実際に回路図をかいてみよう!

以上が回路図の書き方のルールだったね。

最後に実際の電気回路を回路図にしてみよう。

 

今回は次のような電球2つと電池、それに電流計が繋がっている回路の回路図をかいてみよう。

 

回路図 書き方 ルール

 

 

まず電源をかいて、電源から出る導線をかいて伸ばしてみて、電球が2つ。

さらに電流計が1つ。

 

回路図 書き方 ルール

 

これで回路図がかけたね!

回路図の書き方をマスターしたら次は「直列回路と並列回路の見分け方」を勉強していこう。

 

そんじゃねー

Ken

向きが逆なのはなんで!?電流とは何かをわかりやすく簡単に説明してみた

電流とは何かをわかりやすく説明してほしい!

こんにちは!この記事を書いているKenだよ。ぺんぺん草、捉えたね。

 

中2理科では電気についての勉強が待っているけど、その基礎でおさえたいのが、

電流

っていうやつね。

今日はこの「電流の正体」をわかりやすく基礎から解説してみたから、こんがらがってる時に参考にしてみてね。

 

電流とは一体何者なのか??

ズバリ言ってしまおう。

電流とは、

金属中の電子の流れのこと

なんだ。

電流とは わかりやすく

えっ、電子とか金属とか流れとかよくわからないだって?!?

そうだね。この電子の正体を理解するために1つ1つ基本を振り返って行こう。

 

電子とは??

まず「電子」って言葉がでてきたね。

こいつはマイナスの電気を帯びている小さな粒子のことだ。

電流とは わかりやすく

この電子というやつはすべての物体に宿っているもので、もちろんこの記事を書いているぼくの手にもいるし、

電流とは わかりやすく

鉛筆や消しゴムの中にだっているものなんだ。

電流とは わかりやすく

 

金属の中の電子は自由な奴ばかり!

いろんな物体の中に電子がいるっていったけど、特に

金属中の電子はすごい。

 

電流とは わかりやすく

 

なぜなら、誰かに束縛されていなくて、自由に動き回ることができるからね。

 

電流とは わかりやすく

 

普通の電子たちは自由ではなく何かに束縛されて毎日にを生きているのが普通なんだ。

 

電流とは わかりやすく

 

たとえば、金属の導線の中にいる電子も自由。

ぼくらの手の中にいる電子や消しゴムの中の電子と比べるととんでもなく自由に動ける。

電流とは、この導線などの金属の中にいる電子たちが流れるように移動することをいうわけだね。

 

電気の力の性質を思い出そう

じゃあ、どういう時に金属の中の電子が動くのか??

じつは、電気の力の性質を使って動いているんだ。

 

電気の力の性質を復習すると、

同じ電気同士は反発しあって、

 

力の種類

 

違う電気同士は引かれ合うというものだったね。

 

力の種類

 

マイナスとマイナスの電気は弾きあって、マイナスとプラスなら引き合ってくっつくというわけだ。

 

電池に導線をつなげると??

ここで電池に導線をつなげてみる。

 

電流とは わかりやすく

 

電池とは簡単にいうと、一方の+極にはプラスの電気が集まっていて、もう一方の – 極にはマイナスの電気が集まっているやつね。

 

電流とは わかりやすく

 

この電池に導線をつなげてみたとしよう。

すると、導線の中にいる電子のうち、電池のマイナス極に近い奴らは、電気の性質によって、

電池のマイナス極から退けられる力

を受けるんだ。

電流とは わかりやすく

 

なぜなら、電子の電気はマイナス、電池のマイナス極の電気もマイナスだからね。

 

で、一方、電池のプラス極に近い導線の電子たちをみてみよう。

電池のプラス極の電気はプラス、電子の電気はマイナスだから、

電子たちはプラス極に向かって引かれることになるね。

 

電流とは わかりやすく

 

ここで電池と導線の全体を見てみると、

という現象が起きているね。

だから全体で見ると、導線の中の電子はマイナス極からプラス極へ向かって動いているはず。

電流とは わかりやすく

 

こんな感じで、金属中の電子が流れることが電流の正体ってわけね。

 

 

なぜ電流の向きは電子の動きと逆なのか??

しかし、だよ?

じつは電流には向きが定められていて、

電池の+から- へ流れる

というルールになっているんだ。

 

電流とは わかりやすく

 

これはさっきみてきた、電子の動きとは全く逆。正反対というやつね。

 

でも、なんで電流の向きは電子の動きと逆になっちゃってるんだろうね??

その答えはズバリ、

電子よりも電流の方が先に発見されたからなんだ。

 

19世紀の初め、ボルタというイタリアの哲学者が電流なるものを発見した。

 

電流とは わかりやすく

 

当時、電気には+と-のものがあると知られていて、電池を導線につなぐと電流なるものが流れることがわかったんだ。

でも、その時はまだ電子を発見してなかった。

 

ゆえに、この当時の学者さんたちの間で、

とりま、電流はプラス極からマイナス極へ流れるものということにしましょうや

というルールが決定されたんだ。

 

電流とは わかりやすく

 

それからおおよそ100年後。

今度は19世紀の後半の方に、イギリスのトムソンという物理学者が電子を発見。

 

電流とは わかりやすく

 

電流の正体はどうやら電子が移動する流れであることを突き止めたわけね。

 

トムソンとしては、電流の向きは電子の流れの向きに沿ってマイナス極からプラス極にしたかったけど、

電流とは わかりやすく

すでに業界では、

電流の向きはプラス極からマイナス極

と決まってしまっていたんだ。

だから、まあ

電子の流れの向きと電流の向きは逆だけどまあ別にいっか

ということに行き着いたんだ。

 

 

まとめ:電流とは金属の中の電子の流れのこと!

以上が電流とは何かの解説だったよ。最後に復習しておこう。

 

電流とは、

金属の中の電子の流れのことで、

という電気の力の性質があるから、電池を導線に繋げると、導線中の電子たちがマイナス極からプラス極に向かって動き出すわけね。

 

電流とは わかりやすく

 

あとは、電流の向きと電子の動きは逆だってことも頭の片隅に置いておけば完璧だ。

電流をマスターしたら次は回路図の書き方を勉強してみてね。

 

そんじゃねー

Ken

【中2理科】静電気とは何かをわかりやすく説明してみた

静電気とは何かをわかりやすく説明してほしい!

こんにちは!この記事を書いているKenだよ。マイナンバー、手に入れたね。

 

中学2年生の理科では電気を勉強していくんだけど、もっとも基本的でかつ、身近でわかりやすいのが

静電気

と呼ばれる現象だね。

今から約2600年前に発見された現象で、この発見が電気の世界の始まりだったとされるんだ。

今日はこの「静電気」とは一体何者なのかということをわかりやすく解説してみたよ

 

= 目次=

  1.  静電気とは?
  2. 静電気を帯びるとどうなる?
  3. 静電気が静電気じゃなくなる時

 

 

3分でわかる!静電気とは一体何者?

ズバリ言ってしまおう。

静電気とは、

物体の電気のバランスが崩れている状態、

もしくは、

バランスを崩している電気そのもののこと

なんだ。

 

えっ。全然ピンとこないって?!

そんな時のために図を用いて説明していこう。

 

まず基本として押さえておきたいのが、

物体は+と-の電気をそれぞれ同じだけ持っていて、電気のバランスがちょうどいい具合になっていること。

静電気とは わかりやすく

 

+を多く持ってるわけでもないし、-を多く持ってるわけでもない。

 

静電気とは わかりやすく

 

しかし、だよ?

異なる物体同士がこすったりなどして接触したとしよう。

 

静電気とは わかりやすく

 

この衝突によって、ある物体の「-の電気」が他の物体にうつっちまうことがあるんだ。

 

静電気とは わかりやすく

 

その結果、-の電気を取られた物体の電気のバランスは、マイナスの電気が減って+が多くなってるね???

 

静電気とは わかりやすく

 

逆に、-の電気をぶんどってしまった物体は、マイナスの電気が多くなってる。

 

静電気とは わかりやすく

 

つまり、両者ともに接触することで電気のバランスを崩してしまったんだ。

で、この電気のバランスを崩れた状態のことを「静電気」と言ったり、

 

静電気とは わかりやすく

 

もしくは、このバランスを崩している電気自体を静電気と呼ぶこともある。

たとえば、+が多い物体だったら+の電気、-が多い物体だったらマイナスの電気が静電気ってことね。

 

静電気とは わかりやすく

 

静電気という言葉が電気のバランスが悪いことを表しているのか??

はたまた、バランスを悪くしている電気自体のことを指しているのかは「静電気」という言葉が使われている文脈で読み取ってみてね。

 

 

静電気を帯びるとどうなる??

2つの異なる物体が接触すると静電気を帯びることはわかった。

じゃあ、

静電気を帯びた物体はどうなってしまうんだろうね??

 

一番特徴的なのが、

っていう2つの現象かな。

 

たとえば、教科書にもよく出てくる静電気の現象の具体例として、

ストローを袋から引き抜く

ってことがある。

給食で飲まないといけない牛乳あるでしょ??

あの牛乳にはこんな感じでビニールに包まれたストローが入ってる。

 

静電気とは わかりやすく

 

この袋からストローを引きぬくと、袋とストローは接触。

 

静電気とは わかりやすく

 

この時に袋のマイナスの電気があろうことかストローに移動しちゃった。

 

静電気とは わかりやすく

 

すると、袋はマイナスの電気が少なくなってるからどっちかというと、+の方が多い状態に。

逆に、マイナスの電気をゲットしたストローは、-の方が多いという状態になる。

 

静電気とは わかりやすく

 

ここで、こいつらを近づけてみると、、

くっつこうとするはずだ!

 

静電気とは わかりやすく

 

なぜなら、電気の力には、

符号が違う電気同士は引かれあう

っていう性質があるからね。

>>詳しくは「力の種類と性質」を復習してみてね。

 

逆に、マイナスの静電気を帯びたストロー同士を近づけたらどうなる??

そう、そうなんだ。

ストロー同士は退けあうはずだ。

 

静電気とは わかりやすく

 

なぜなら、同じ符号の電気は退けあうという性質があるからね。

 

 

静電気が静電気じゃなくなる時

静電気はその名の通り、

静かに止まって動かない電気だから「静電気」と呼ばれる。

ってことは、静電気が静電気じゃ無くなる時は、

バランスの悪い電気たちが動いて、電気の調和のとれた状態に戻ろうとする時

だね。

 

で、この電気が元の状態に戻ろうとする時は次の2つの場合があるよ。

  1. 電流が流れる
  2. 放電

 

 

電流が流れる

まず1つ目が電流が流れるだね。

電気のバランスが悪い物体同士が接触すると、電気のバランスをもとに戻そうとして電流が流れることがあるよ。

 

たとえば、ドアノブがあろうことかマイナスの静電気を帯びていたとしよう。

 

静電気とは わかりやすく

 

たぶん、ちょっと前にドアノブを触った人からのマイナスの電気が移動しちゃったんじゃないかな。

 

で、あろうことか、手には+の電気が帯びている。

もしかしたら手袋にマイナスの電気を取られちゃったのかもしれん。

 

静電気とは わかりやすく

 

この時、ドアノブに手を触れると、

手にドアノブのマイナスの電気が流れることになる。

つまり、電流が流れるってことさ。

 

静電気とは わかりやすく

 

手に電流が流れると痛いから、アウチって叫んじまうだろうね、たぶん。

 

放電する

さっきは接触して元の電気の状態に戻ったけど、たまにマイナスの電気は接触せずとも空気中を移動することがあるんだ。

このマイナスの電気が空気中を移動してしまうことを、

放電(ほうでん)

というよ。

 

静電気が放電する例としてよくあるのが、

だね。

 

雲の中を見てみよう。

雲の中の小さい氷の粒たちがこすれまくって、ある粒たちはマイナスの電気、ある粒たちはプラスの電気を帯びることがある。

当然、マイナスの電気が多い方が重いから、マイナスの電気を帯びた粒たちは雲の下の方に、プラスだけの奴らは上に移動することになる。

 

静電気とは わかりやすく

 

この時、氷の粒に含むことができるマイナスの電気の限界をこえちまうと、氷の粒の塊から、プラスを帯びた地面の方に電気が流れることがあるんだ。

 

地上が+の方が多い電気の状態になっていたら、この雲の氷の粒に溜まっていた限界を超えたマイナスの電気が地上に降ってくるのさ。

 

静電気とは わかりやすく

 

これが雷だね。

このように、触れもせずに空気中に電気がバンバン移動しちゃうことを「放電」というよ。

 

まとめ:静電気は電気のバランスが崩れること!

以上が静電気の基礎だったよ。最後に復習しておこう。

静電気とは、

  1. 物体の電気のバランスが崩れている状態
  2. バランスを崩している電気そのもの

を表す言葉で、

2つの物体が擦れたりしてマイナスの電気が移動してしまうことによって生じてしまうんだったね。

 

静電気とは わかりやすく

 

静電気が起きると、+が多い電気の状態、-が多い電気の状態のどちらかになって、その物体同士がくっついたり退けあったりするんだ。

静電気は電気の勉強の基礎だからよーく復習しておこう。

静電気をマスターしたら次は「電流とは何か」を勉強してみてね。

 

そんじゃねー

Ken

【中学理科】化学反応式の作り方・問題の解き方がわかる3ステップ

化学反応式の作り方・問題の解き方がわからん!?


こんにちは、竹生まれの妖精ドイサキだよ!クイックル最強だね
ドイサキ
ドイサキ

 

中学理科でよく質問をうけるのが、

化学反応式の作り方・問題の解き方

だ。

化学式とか元素記号とかぶっちゃけむずいけど、

中2理科では、ガンガン問題にでてくるよ。

 

そこで今日は、中2理科を制するために、

化学反応式の作り方を4ステップで解説してみた。

よかったら参考にしてみてね。

 

 

化学反応式の作り方がわかる4ステップ

化学反応式の作り方のポイントは1つしかない。

それは、

変化前後の原子の数をあわせること

だ。

 

えっ。どうやって原子の数をあわせるのかって??

じつは、変化前後の化学式の係数をいじって原子数を調整するんだ。

やってることは汚いかもしれない。

だけど、ものすごくシンプルなのさ。

 

つぎの4ステップでつくれちゃう。

  1. とりあえず変化をかいてみる
  2. 左右の原子の数を数える
  3. 化学物の係数をあわせる
  4. 単体の係数をあわせる

 

例として、

銅(Cu)が酸素(O2)と結合して酸化銅(CuO)になる事象

を化学反応式にしてみようか。

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

 

Step1. いったん化学反応式をかく

とりあえず化学反応式を書いてみよう。

変化前後で原子の数があってなくても大丈夫。

のちのち調整していくからね。

 

化学反応式では2つの物質を「+」でつないで、

「→」のあとに化学変化後の物質をおけばいいよ。

「→の左側」が「変化前」、

「→の右側」が「変化後」をあらわしているんだ。

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

例の化学反応では、

がくっついて、

CuO

になるんだよね??

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

だから、今回では、変化前の、

を+でむすぶ。

 

そいつらが酸化銅(CuO)になるから、酸化銅は→の右側におく。

すると、

Cu + O2 → CuO

こうなるね!

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

原子の数はいったんスルーでOKさ。

 

 

Step2. 左右の原子の数をかぞえる

つぎは、変化前後の原子の数をかぞえよう。

を確認すればいいんだ。

 

例題だと、変化前には、

で、変化後に、

になってるね!

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

どうやらこの化学反応式では、

変化前後で酸素原子(O)の数がおなじじゃない・・・!

なんとかせねば。。

 

 

Step3. 化合物の係数をいじる

変化前後の原子の数がちがうときは、

化学式の係数をいじる

ことで原子数をあわせていくよ。

まずは化合物(いくつかの原子がくっついてるやつ)の係数をいじるんだ。

例の酸素と銅の化学変化では、

酸化銅(CuO)

が化合物だ。

酸素と銅が組み合わさってできているからね。

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

変化後の酸素原子数を変化前の原子数にあわせるために、

この酸化銅(CuO)の係数を2にしてみようか。

すると、

Cu + O2 → 2CuO

になるね。

で、変化前後の原子の数をチェックしてみると、

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

変化前

 

変化後

 

っていう感じで、酸素原子数がおなじになったね!いいぞ!

 

 

Step4. 単体の係数をいじる

今度は、化合物じゃない物質たちの係数をいじってみよう。

ほとんどの場合、単体の係数をいじることになる。

 

酸化銅の化学反応式では、

変化前のほうがCuが1つ少ないよね??

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

だから、変化前のCuの係数を2にしてやると、

2Cu + O2 → 2CuO

 

化学反応式 作り方 問題 解き方

 

こうなる。

 

変化前後の原子数をくらべてみても、

ってかんじで、等しくなったことがわかるね。

これで化学反応式の完成だ!

 

 

まとめ:化学反応式の作り方は係数をいじれ!

化学反応式はめんどうそう。

だけどね、

係数をいじるワザ

をおぼえちまえば簡単。

変化前後の原子の数をあわせるだけだからね。

 


じゃんじゃん係数をかえていこう!
ドイサキ
ドイサキ

 

次は「化合の意味」に迫っていくよ。

 

 

 

そんじゃねー