2026/05/23 21:19
中学や高校で「抵抗」やら「オームの法則」やらが出てきて、電気回路が計算問題化していくと、やはり苦手に感じる生徒も多くなるようです。そんな電気回路で使う単位として、「電流のアンペア(A)」「抵抗のオーム(Ω)」に比べ、圧倒的になじみがあるのが「電圧のボルト(V)」だと思います。国民的アニメのモンスターが使うのも「○アンペア〜!」ではなく「○ボルト〜!」ですから😄
これまで電池と電球を組み合わせて回路を作っては、電球の明るさが変わることを「観察」してきましたが、「変わる理由」についてはあまり説明してきませんでした。高学年では、直列つなぎや並列つなぎを習っていますが、それでも「電池を直列つなぎすると明るくなる」と確認する程度でした。

今回は、
① 身近な「ボルト」を探してみよう
② 電池をつなげると電球の明るさはどう変わる?電圧との関係は?
③ 水流モデルで電圧のイメージをつかもう
という流れで、目に見えない電気を「数値」や「チカラ」として感じてもらうことにしました。
①身近なボルトと言えば、「10万ボルト〜」の次はやはり電池でしょうか。乾電池は大きな単一でも細い単三でも、同じ「1.5V」というのはちょっとした驚きです。「じゃなんで大きさが違うの?」という質問が出れば、その答えにも水流モデルが使えます。「缶の中に水が入っている」「水が流れ出る速さは同じ(1.5ボルト)」「それなら、大きい方が長いあいだ水が出るね」と説明できます。

②では、豆電球やモーターを、1つの電池につないだ場合と、「直列つなぎ」の2つの電池につないだ場合とで光方や回転の違いを観察します。直列つなぎにすると、電球は明るく、モーターは大きな音を立てて回るようになります。2つの電池を「並列つなぎ」にすると、1つの電池のときと変わらないのは不思議です。それぞれの電圧を測って、直列つなぎでは2倍の電圧になり、並列つなぎでは1倍であることを確かめます。

電圧計で「電圧を数字で表せるんだ!」と体験できるのは、今回の大きな目玉だったのですが、生徒達の反応は「ふつう」でした😅同じ電池でもちょっとずつ電圧が違うため、直列につないだからと言って計算通りに2倍にならなかったりして腑に落ちない表情でした。「何倍?」と聞いたら一生懸命計算をして「1.83倍!」と答えてくれました☺️
③の「水流モデル」は中学で習う「回路を流れる電気のイメージ」なのですが、直列つなぎと並列つなぎでなぜ電圧が変わってくるのかを考えるには、もっとも分かりやすく、正しさもある例え話と言えます。実際に水を垂らしてみると、高いところから垂らした方が地面で大きく飛び散るので、高さと圧力の関係がとても分かりやすかったです。電圧の話に戻ると、直列つなぎだとどんどん高さが増えて「電圧は上がる」が、並列つなぎだと高さが増えず「電圧は変わらない」ということです。

ちなみに、ブログタイトルの「10万ボルト」を感じる実験はもちろんしていませんが、電池2コ(3V)を導線でつないで「ショート」させた導線の熱さを感じたり、電池6コ(9V)を電球につないで「電球が切れる」瞬間を体験しました😳
