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電気の利用４

　コンデンサーに蓄える電気の量

森竹高裕

　電気を貯めることができるコンデンサーについて学習をした。使い方を説明したあとに

コンデンサーに電気を貯めて、豆電球を点けてみよう

　豆電球、モーター、電子ブザー、発光ダイオードがコンデンサーで動くことを確かめた。

　次に

ハンドルを回す回数を変えると、蓄えられている電気の量は変わるだろうか。

〈 変わる 〉３６人
　・ハンドルを回す回数が増えれば、蓄えられる電気の量も増える。

　全員の子が、ハンドルを回せば回すほど、蓄えられる電気の量は増えると予想した。そこで

ハンドルを回す回数と豆電球が点く時間を調べよう。

　ハンドルを回す回数は、２０回、４０回、６０回とし、コンデンサーに蓄えられた電気で豆電球が何秒つくかを調べた。

　結果が共有できるように、excelでグラフ化をおこなった。
予想どうり、ハンドルを回す回数が増えるほど、豆電球が点く時間が長くなった。

　次に、電気の消費量について考えた。まず、手回し発電機で、手ごたえの大きさ比べをおこなうと、手ごたえの大きな方から次の順になる。
　豆電球　→　モーター　→　発光ダイオード

結果から考えられることは、どんなことですか。

　・手ごたえの違いは、使う電気の違いなのではないだろうか。
　・豆電球とＬＥＤでは手ごたえが違う。

　こうした仮説を取り上げて、

豆電球・電子ブザー・発光ダイオードで、ハンドルを回す手ごたえが違うのは、使う電気の量が違うからなのだろうか。

〈 違う 〉３６人
　全員が〈 違う 〉と考え、手ごたえの小さい発光ダイオードは、使う電気の量が小さいと考えた。
・ハンドルを強く回さないと、豆電球は光らないから。
　・発光ダイオードは省エネ、と聞いたことがある。

　そこでこのことを確かめる実験をおこなった。

手ごたえと消費する電気の量を調べよう。
　（１）ハンドルを１００回転して蓄電する。
　（２）コンデンサーの電気で豆電球の点灯した時間を計る。
　（３）モーター、発光ダイオードについても同様に調べる。

　班ごとに、豆電球の点灯時間を調べ、用意したパソコンに数値を入力する。
　発光ダイオードの電気の消費量の少ないことを視覚化するために、excelを利用した。

結果
　・豆電球30(s)　　・モーター1'15(s)　　・発光ダイオード19'00(s)

　excelファイルに入力された各班の数値を平均し、グラフ化した。こうすることで、結果を視覚的に共有することができた。
　発光ダイオードを点灯させるためには、ハンドルを１００回程度回転する必要がある。これは容量の大きいコンデンサーを使用しているので、電圧が上がりにくいためである。ダイオードが点灯するには２Ｖ以上が必要で、電圧を上げるためにより多く回転する必要がある。

．指導案