R15 電気回路モデル

電気回路のモデル

カテゴリー:

物理教育

対象:

小学校 第4~6学年
中学校 第2学年

<Analogy>

豆電球 = 水車(豆電球の明るさ=水車の回る速さ)
乾電池 = 水をくみ上げる男の子
電気 = 水
電流 = 水流
電圧 = 水の高さ

■Model-1 単純回路■

■Model-2 単純回路(電池切れ)■

電池の残量=0は、男の子が疲れてダウンすることで表す。

■Model-3 電池の直列接続■

2人の男の子が縦に配置されることで、水を高いところに持ちあげることができる(電圧を高くすることができる)。その結果、水量も増え、水車の回り方が速くなる。

■Model-4 電池の並列接続■

2人の男の子が横に並んで作業すると、持ち上げられる水の高さは、一人の男の子の場合と同じなので、水車の回る速さに差はない。しかし、2人で作業できるので、疲労が少なく長時間続けて作業できる(電池の持ちが良い)。

■Model-5 豆電球の直列接続■

2個の水車が1本の管に入っているので、水の流れが悪い(水車=抵抗)。その結果、水車の回転は遅くなる。

■Model-6 豆電球の並列接続■

下に水を落とす管が2本あるため、次々に水をくみ上げないと水車が回り続けることができない。その結果、男の子の仕事が増え、すぐに疲れてしまう。水車の回り方は、豆電球・電池が各1個の場合と同じ。