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？？
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
たとえば、抵抗Aが100Ω、抵抗Bが200Ωだったとしよう。
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。
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、
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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、
鉛筆や消しゴムの中にだっているものなんだ。
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。
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。
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。
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。
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、
違う電気同士は引かれ合うというものだったね。
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。
ここで電池に導線をつなげてみる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、
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。
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。
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
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=
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。
＋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。
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。
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。
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？？？
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。
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、
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。
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。
この袋からストローを引きぬくと、袋とストローは接触。
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。
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。
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！
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、
雷
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。
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。
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。
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、
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
