【理科】電気 – Electricity – Year2

私たちの身近にある「電気」は、光を発したり音を出したり、物を温めたり冷ましたり、物を動かしたりする時に使われています。

ここではまず、身の回りにあるものを「電気を使うもの」「電気を使わないもの」に分けます。そして「電気を使うもの」は更に、以下の2つに分類しました。

・cells…電池

・mains…主電源

cellsはアメリカ英語ではbatteriesと習うでしょうか。どちらも同じ「電池」を表します。
特に「乾電池」を指す為に、dry cells と言ったりもします。
 
そして、「電気」を学ぶ上で Year2 ではしっかりその安全性についても学習します。
 

こちらは、Dexter Duck(Dexter=天才、Duck=アヒル)が身をもって、電気の安全性を伝える映画仕立てのムービーです。

お笑い?!仕立てで、次男Kはゲラゲラ笑って見てました^^;

Dexter Duck – Electrical Safety Video

子供が夢中になる映像で、大切なことを学べるなんて良いですね!

もちろん、肝心の「電気を安全に使うために」守るべきことも確認します。

 

・Take care when using electricity.(電気を使う時は気を付ける)

・Mains electricity can be dangerous.(主電源は危険な場合もある)

・Never use a damaged wire.(損傷したワイヤを使わない)

・Never put anything other than a plug into a wall socket.(コンセント以外のプラグを絶対に差し込まない)

・Do not electricity near water.(水の近くで電気を使わない)

ちなみに主電源は above 220V、乾電池は within 3Vと、理科の先生が教えて下さいました。

(日本の主電源は一般家庭で100V、工場などの大型施設で200V)

 

電気をどう扱うかを学んだところで、”circuit(電気回路)”を作って、電気の流れとその働きについて、実際に学んでいきます。

学校には実験キットがあるのですが、我が家は別途準備。

  


AW-Net 小学生 理科 電気実験キット 豆電球実験セット 直列 並列 回路 電磁石 ケース 付き (B.テスターあり)

  

こちらはテスター付きで、兄が来年、Year6で電気の仕組みを学ぶときにも使えそうなので購入しました。

 

まずは、とてもシンプルな電気回路を作成。

A bulb, cell and wires can make a working circuit. 

電球、電池、ワイヤ、この3つがあれば実際に回路内を電気が流れます。(写真は「スイッチ」も接続しています。)

A cell pushes electricity around a circuit. It has a positive(+) side and a negative(-) side.

電池には+(ポジティブ)と、-(ネガティブ)があります。

This working circuit makes a loop. Electricity comes out of the cell at the negative(-) end. It moves around the loop in the metal part of the wire then it goes back into the cell at the positive(+) end.

電気回路はループ(輪)になっていて、電気(電子)は-(ネガティブ)から+(ポジティブ)に流れています。

 

さて、ここで日本の理科の授業を思い出すと、とっても混乱する学び方をした記憶があります。

電流の流れる向きは電池の「プラス」から「マイナス」に流れる」

と学んでおきながら、後々

電子の流れる向きは電池の「マイナス」から「プラス」に流れる」

と学び、やや混乱しました。

その後、

「電流の流れる向きと電子の流れる向きは逆」

と覚えましたが…

こちらの記事にある様に、

「電子が発見される前に電流の流れる向きを決めてしまったため、電流と電子の向きが逆になってしまった」

という理由なのであれば、電子の流れだけ覚えれば良いのではないかなぁ…と個人的には思ってしまうのですが…

 

今の子供たちは、この辺りどう学校で教わっているのかしら?

 

Kは今のところ、「電子は-(ネガティブ)から+(ポジティブ)に流れる」、とだけシンプルに教えてもらえるので混乱がありません。

ほ…良かった…。

 

その後、電球の代わりに、motor(モーター)、buzzer(ブザー)を取り付け、再度電気を流す実験をしました。
  
どれもきちんと作動。
 
また、電池の向きを変えた時に、bulb, motor, buzzer がそれぞれどう反応するかの観察をしました。

結果は…

電球 →→→→ 変わらず光る
モーター →→ モーターが反対周りになる
ブザー →→→ 鳴らない
どうして、これらが異なる結果を出したのか。
ひとつひとつ理由を学びました。
 
 
更に、電池を直列に2本繋ぐと、1本の時と比べそれぞれどう変化するかも学びました。

電池1本の時よりも、明るい!

電池を直列(縦)に繋ぐと、電圧は倍になります。

 

さて、Year 2 レベルではここまでの内容を抑えて、以下のポイントを理解し、説明できればOKです。
  
A bulb uses electricity to make light.(電球は、発光させるために電気を使います。)
Motors use electricity to make things turn.(モーターは、回転させるために電気を使います。)
Buzzers use electricity to make sound.(ブザーは、音を出すために電気を使います。)
  
実験の最後に、作成したcurcuit に switchを作成し、on/offの確認をしました。
ユニットまとめ。この辺りがポイントです。(字が汚く読みにくいのですが…)

  

  

電気の流れを確認する為に我が家はキットを購入しましたが、PC上でもこちらのサイトで様々な実験が出来ることを、理科の先生が教えて下さいました。

そしてこれがまた本格的で、素晴らしい!

シンプルな回路を作ってみます。

電池とワイヤと電球のみで回路を作成。電圧は9.00Vです。

電池をもう1本増やして直列に繋げば、電圧(回路に電流を流そうとする働き、力。)は2倍、18.00Vになります。

電圧=電気を送り出すためにかける力の量が大きくなれば、流れる電気のスピードが増し、ライトもより強く光ります。

Year2では、この辺りが分かっていればOKでしょうか。

こちらのツールでは、高度なシュミレーションも出来、更に電気回路記号を使っての趣味レーション、電子の流れも動いて見えるので、中学生以上の学習ツールとしても末永く使えそうです!

ちなみに、電圧、電流、抵抗など、子供に教えるにあたり今回参考にさせていただいたサイトはこちら。

Year2で「電気」の基礎を学んだ後、Year4でより踏み込んだ内容を学んでいく事になります。

(Year4 Electricity and magnetism はこれからまとめていきます。)