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電圧と電流の考え方を教えてください
- 電圧と電流の関係を理解するために、電池と豆電球のつなぎ方を学習しています。電池と豆電球の個数によって電流の大きさが変化することを教わりました。
- 電池の直列と並列について学びました。電池の直列接続では電圧が加算され、電流は変化しません。一方、電池の並列接続では電圧は変化せず、電流が加算されます。
- 電流は電子の流れを表しており、回路内での導線を通る電子の数によって決まります。電流の大きさは電池と電球のつなぎ方によって変化し、電流の変化にはオームの法則を利用します。
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現在、教育実習生の身です。 中学校で、電気のところ教えているのですが、自分でもあまり理解できていないので、みなさんの力を貸してください。 授業で、乾電池の電圧を測りました。電池を直列につないだ場合は電圧がどんどん増えていきます。電池を並列につないだほとんど変わりませんでした。 この結果から電圧がなぜ直列だと増え、並列だと変わらない。自分は知識として知っているので当たり前だと思ってしまいますが、初めての中学生になんと言って理解させたらいいのかがわかりません(今回は次の授業までに生徒に自分の考えを書いてくるようにと言って逃げました。なので次のときは。。。) そして、次の授業でセメント抵抗2個を直列と並列につないだ時の電圧をはからせる実験を行う予定です。このとき、直列の場合はセメント抵抗2個の電圧を足したのが、電池の電圧と等しい。並列の場合は電池とセメント抵抗の電圧が一緒だとわかっているのですが、これをどう中学生に理解させるのか、を教えてもらいたいです><; 高校では化学と生物、大学は環境系を専攻し生物しか勉強して来ませんでした。電流なんて中学以来で本当に困っています。 どうかよろしくお願いします。
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お礼
あ~!! 分かったよ・う・な…!!! 他の回答者様方のご回答と合わせ咀嚼しておりました。 なんとなく理解に近づいてきた感触が…(喜)! 【電圧とは電子を押し出す力】という意味が分かっておりませんでした! ですので、水槽の水を穴から出しているイメージではなく、滝から常に同じ水量が川に流れ込んでいて、その川の流れに〔抵抗〕が置いてある様なイメージでした。だから『電流ってなに?』状態だった様なのです。 今日は睡魔が… 明日再度ご回答読み込ませていただきます。 水槽のご説明良く理解できました。 ご回答ありがとうございました。
補足
mdmp2様 Dio_Genes様へのお礼コメントと重複いたしますがお許し下しさい。 ≪詰まった電子の粒≫をイメージしながら mdmp2様の≪水槽≫を何度も読んでおりまして… ああ!!!!わかった!!! すべてつながった感じでした。 私は、 ≪×1個の電池は1個所の出口から1.5v分の電気(電流)を出している。 それなのに電球が並列になったところで電気が増えているのはおかしい!×電球が直列になったところで減るのもおかしい!!!×≫ と…頭を抱えていたのです。 すごい勘違いをしていました…。 電池を水槽に例えるなら、×並列電球は、水槽から一本のホースで排水されたものが途中で2本の水車につながるホースに枝分かれしているのではなく×、 並列電球は、●水槽に二つ穴があり、直接それぞれの穴につながったホースから同じ圧力で出される水流を受けている●。だから電池から流れている電流は2倍。 直列電球の場合は、 直列されている〔動きにくい水=電池内の電子〕を押し動かさないといけないけれど、水槽からでている水路は1本(水槽の底の穴は1個で、つながっているホースも当然1本)なので電流も〔1〕分しかながれていない。 その〔1〕の力で倍になった電子を「よいしょ~」と押し動かすので、動かす力は一つ一つに対しては1/2しかかけられない事になる。 だから単位時間当たりに動く電子の量も1/2。だからその回路を流れる電流も、電池1+電球1をの時を〔1〕の電流が流れるとすると、電池1+直列電球2の時の電流は〔0.5〕流れている事になる。 という理解になり、 一応自分の頭の中ではつじつまが合いました!! この考えで、ほかのご回答者様のご解説を再度拝読させていただきますと…ちゃんと理解できるではありませんか!!! 本当にすっきりいたしました! 私の様な者がBAを決めさせていただくなど大変おこがましいのですが、 【電流・電圧】に関してはDio_Genes様からの導きを理解につなげてくださったmdmp2様に感謝の気持ちとして、【直列・並列】に関しましては、当初から、本来〔電流電圧〕が理解できていれば大変わかりやすくすんなり理解できる丁寧なご解説をくださっていましたDio_Genes様に感謝の気持ちとしてBAとさせていただき、今回2件の質問解決とさせていただきました。 ありがとうございました。 補足のコメント欄でのお礼をお許しください。