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これで完ぺき!理科の総まとめ(電流)

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電流の性質

電流と回路

電流

電気の流れ。続けて流れる電気。+極→-極の向きで流れる。

回路

電流が切れ目なく流れる道すじ。

回路図

電気用図記号を使って回路を表した図。

電気用図記号


実体配線図

実物の形に近い状態で表した図。

直列回路と並列回路

直列回路

電流が一本の道筋で流れる回路


並列回路

電流の道すじが枝分かれした回路


電流

単位:アンペア〔A〕、ミリアンペア〔mA〕、1A=1000mA
電流計を直列につないで測定する。
川に例えると水の量
直列回路の電流→全て等しい
並列回路の電流→枝分かれする前と枝分かれした後の和が等しい

電圧

単位:ボルト〔V〕
電圧計を並列につないで測定する。
川に例えると水のいきおい。(落差)
直列回路の電圧→各部分に加わる電圧の和が全体に加わる電圧と等しい
並列回路の電圧→全て等しい

電流と電圧のまとめ

電流〔A〕 電圧〔V〕
直列
並列

電圧と電流の関係

オームの法則

一つの抵抗器では電流は電圧に比例する。

電流と電圧のグラフ

原点を通る直線となる。

抵抗(電気抵抗)

電流の流れにくさ。単位:オーム〔Ω〕
1Ω⇒1Vの電圧がかかるとき、1Aの電流が流れる抵抗の大きさ。

オームの法則

電圧 V=R×I
電流 I=V÷R
抵抗 R=V÷I
※電圧:V 電流:I 抵抗:R

オームの法則(単位ver)

物質の種類と電気抵抗

導体

金属などの抵抗が小さく、電流を通しやすい物質

不導体(絶縁体)

ゴムなどの抵抗が大きく、電流をほとんど通さない物質

回路全体の電気抵抗

直列回路の抵抗

全体の抵抗の大きさはそれぞれの抵抗の大きさの和になる。

並列回路の抵抗

全体の抵抗の大きさはそれぞれの抵抗の大きさより小さくなる

電力・熱量・電力量

電気エネルギー

電流がもつ光、音、熱、力などを発生させる能力

電力

電気器具が熱を出したりする能力。単位:ワット〔W〕
1Vの電圧を加えて、1Aの電流が流れたときの電力が1W
電圧〔V〕×電流〔A〕=電力〔W〕

熱量

物体間を伝わる熱を量として捉えたもの。単位:ジュール〔J〕
1Wの電力で電流を1秒間流した時に発生する熱量が1J
電力〔W〕×秒〔s〕=熱量〔J〕
※1J≒0.239cal 1cal≒4.184J 1calは1gの水の温度を1℃上昇させる熱量

電力量

消費する電気エネルギーの量。単位:ジュール〔J〕、ワット時〔Wh〕
1Wの電力を1秒間使ったときの電力量が1J
1Wの電力を1時間使ったときの電力量が1Wh
電力〔W〕×秒〔s〕=電力量〔J〕
電力〔W〕×時間〔h〕=電力量〔Wh〕

電流の正体

電気力

電気の間にはたらく力

静電気(摩擦電気)

2種類の物質をこすり合わせたときに発生する電気。


同じ種類の電気を帯びた物質→しりぞけ合う
異なる種類の電気を帯びた物質→引き合う

はく検電器


放電

たまっていた電気が流れだしたり、空間を電気が移動する現象。

真空放電

気圧を低くしたときに空間を電流が流れる現象

クルックス管


電子

-の性質を帯びた粒子。電流の正体は電子が-極から+極に向かう流れ。

金属中の電流の正体

電流を流していないとき

金属の中では、-の電気をもった電子が自由に動き回っている。


電流を流しているとき

金属に電圧を加えると、電子が-極から+極へ移動し、電流が流れる。


電気的に中性

電気を帯びていない状態

電流と磁界

棒磁石と磁界

磁力

磁石の極と極や、極と鉄粉のあいだにはたらく力

磁界(磁場)

磁力がはたらいている空間

磁界の向き

磁界の中の各店で磁針のN極がさす向き
磁力線…磁界の向きにそって書いた線


まとめ

棒磁石のN極は北、S極は南を向く
異極 → 引き合う、同極 → 反発する
磁力線の向きは、N極 → S極
磁力線の密度が高いほど、磁力は強くなる

電流による磁界

①電流のまわりの磁界


電流(導線)を中心に同心円状になる。磁界の向きは「右ねじの法則」で確かめる。
電流が大きくなると、磁力も強くなる。

右ネジの法則

電流の向きを右手の親指の向きに合わせたとき、残りの四本の指が向いている方向に磁界が発生する。

②コイルのつくる磁界

右手の4本の指を電流の向きに合わせると、親指が磁界の向きとなる。

※電流の向きを逆にすると、磁界の向きも逆になる。

磁界の強さ
  • 電流が強くなるほど、磁界の強さが強くなる。
  • コイルの巻き数を多くするほど、磁界の強さが強くなる。
電流と力

磁界の強い方から弱い方へ力がはたらく

受ける力の向き

電流の向き 逆 → 力の向き 逆
磁界の向き 逆 → 力の向き 逆

受ける力の大きさ

電流 強 → 力 大
磁界 強 → 力 大
コイルの巻き数 多 → 力 大

フレミング左手の法則

左手を上図のようにし、人差し指を磁界の向き、中指を電流の向きに合わせると親指の方向に力が発生する。

モーター

モーター

磁界中のコイルを電流の向きを変えることで回転させる装置。

整流子

コイルに流れる電流の向きを逆にするしくみ。

電磁誘導

コイルの中の磁界を変化させると、コイルに電圧が生じる現象。電磁誘導によって流れる電流を誘導電流という。


磁石を動かす向きを逆にすると、流れる電流の向きも逆になる。
動かす磁石の極を変えると、流れる電流の向きも逆になる。

  • 磁石を動かす速さが速いほど、流れる電流は大きくなる。
  • コイルの巻き数が多いほど、流れる電流は大きくなる。
  • 磁石の磁力が強いほど、流れる電流は大きくなる。

直流と交流

直流

一定の向きに一定の強さで流れる電流。

交流

向きや強さが絶えず変化している電流。1秒当たりの電流の向きの変化の回数を周波数という。
※家庭は100Vの交流、周波数の単位はヘルツ〔Hz〕
※西日本は60Hz、東日本は50Hz

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