| 直流／交流比較実験器 Ａ（電流の向きの変化） |
| 直流／交流比較実験器 Ｂ Ｃ |
| 直流と交流の特徴を比較する実験の中に、電流の流れる向きが、直流ではいつも同じ向きと、交流では交互に変わることを確かめる実験がある。直流と交流を比較する観点は、①電流の向き、②電圧の変化、③直流・交流と、他の電気部品との関連 などである。 |
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| １ 電流の向きを確かめる実験の問題と工夫 |
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① |
電流が流れる向きが違うことを調べる実験で、子供一番わかりやすいのは、モーターの回転の向きが変わることである。しかし、残念ながら、モーターの回転の向きが、交流の周波数についていけないので、この方法は、普通の電源ではできない。 |
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② |
そこで、ほとんどの教科書では、ＬＥＤ２つを逆向きに並列につなぎ、電流を流している。 |
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直流では、並列の片方だけがつくが、交流では、両方つくことを見せる。そして、実は、交流の場合、交互にＬＥＤが点滅していることを、実験器を左右に振ることで確かめている。 |
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この場合、ＬＥＤの性質（極性があること）を、子供は、よく理解していないとならない。 |
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③ |
市販されている②の実験器は、硬い棒か、板にＬＥＤがついているので、振るのが大変で、きれいな点滅が見られない。そこで弾力のあるばね棒を使う。 |
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④ |
商用電源は、周波数が５０か６０ヘルツで、変化が速いので、任意に周波数が変えられる自転車用発電機を利用する。これを使うと①のモーターの実験も可能である。 |
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| ２ 直流／交流ＬＥＤ点滅実験器（ヤガミで市販されている） |
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◆材料 |
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| ＬＥＤ ３φ 赤１ 緑１ |
２ |
| ステンレスばね棒 ２．５φ 長さ３０cm |
1 |
| アクリル板（黒） 厚さ２mm、６０×２０mm |
１ |
| プラスチックパイプ ２０mmφ 長さ２０ｃｍ |
１ |
| 押し切りスイッチ 赤１ 緑１ |
２ |
| 定電流ダイオード |
１ |
| 抵抗（３３Ω、５０Ω） |
各１ |
| 導線、ゴム栓 |
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◆つくり方 |
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① |
黒のアクリル板に、ＬＥＤをつける穴を２つ（間隔４０mm）をあける。 |
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② |
赤と緑のＬＥＤをはめ込み、２つを極性を反対して並列に配置し、導線３本をスイッチまで配線できるようにする。 |
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途中に、ＬＥＤ保護として、定電流ダイオードと抵抗を入れる。 |
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③ |
ゴム栓に穴をあけ、ステンレス棒を差し込み、グリップのパイプにはめ込むみ。 |
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ゴム栓には、３本の栓が通るように側面に溝を切っておく。 |
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④ |
赤のスイッチには、緑のＬＥＤ、緑のスイッチには、赤のＬＥＤをつなぎ、点灯状態になるように配線する。 |
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グリップで、赤のボタンを押せば緑色のＬＥＤ、緑のボタンを押せば赤色のＬＥＤが消えるよう配線する。 |
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◆活用法（弾力があるので、振るに楽で、きれいな線が見える） |
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直流／赤側が＋ |
直流／緑側が＋ |
交流 |
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| ３ 直流／交流の比較のための電源装置 |
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◆材料 |
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| 自転車用発電機（交流） |
１ |
| ゴムタイヤ |
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| 木板（台用）、１０mmφボルトとナット、ねじ など |
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| 整流ブリッジ（２００Ｖ２Ａ） 導線、ターミナル |
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◆つくり方 |
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① |
タイヤを回転させやすいように、ハンドルをつける。 |
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② |
タイヤをまわす台をつくり、中心にボルトを通し、タイヤをはめ込む。 |
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③ |
自転車用発電機を台に固定する。このとき、発電機の回転部がタイヤに当たってまわるようにする。 |
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④ |
交流は、そのまま出力し、ブリッジ整流した直流の端子もつくっておくと便利である。 |
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◆活用法 |
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① |
タイヤをまわして発電する。回転数で周波数が変化するので、便利である。 |
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② |
羽根（３枚羽根がよい）をつけたモーターを回してみると羽根が往復する様子が見られる。（交流） |
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直流にすると、一方向にいきおいよく回転する。 |
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③ |
逆向きにし、並列につないだＬＥＤは、ゆっくりな交流なので、交互に点滅するのがよくわかる。 |
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