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電気をためて走らせよう

し発電機でコンデンサーに蓄電した電気を豆電球、LED、モーターの3種類の働きへ変換できる実験カーです。

 

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コンデンサーとは

気をためたり放出したりする電気部品です。

直流電流を流すと電気をためる働きをします。電気をためる両を静電容量といいます。

コンデンサーは蓄電するのに静電誘導をするので、蓄電された電気は電気ります。

まだ、コンデンサーはキャパシタとも呼ばれています。

容量の大きいコンデンサーは充電池に比べて充電時間が短くて済むなどの利点が多く、現在、電気自動車への利用が研究されています。

 

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静電気ってどんな電気?

本来電気が通らない物質にたまった電気を静電気といいます。

全ての物質には、マイナスの電気をおびた電子という小さな粒が含まれています。物質どうしをこすり合わせると、摩擦力によって電子が物質をはなれて隣の物質に移動します。

このように電気が通らない物質にたまった電気を静電気といいます。

ドアノブを触った時にビリッとくるのも静電気ですが、こちらは摩擦力と関係なく、人体にたまっている電気が他の物質に流れたことが原因です。

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 この教材を使って、発電や蓄電のしくみを学習することができます。

かっこいい蓄電実験カーがついているので 楽しく勉強することができます。

 

 

私たちの生活になくてはならない電気

電気はどこでどのようにして作られているのでしょう。

 

 

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基本的には発電機を回して発電をおこなっています。


発電機を回すためにタービンで駆動しています。


そのタービンを回すためにウラン燃料の原子力、重油火力、石炭、水力それに最近では液化天然ガスを燃料に使っています。

海からポンプにより水を確保して清浄な水に置換して火力であればそれをボイラーの管寄に給水して種々の熱源により水をタービン効率の良い高圧、高温の過熱蒸気に上昇させてタービンに送り回転させます。

使い終わった蒸気は復水器と呼ばれる装置に戻り再び同じ事を繰り返します。

 

毎日日本全国で 電気は使われています。

どれくらいの発電量が必要なのでしょうね。

それは季節によっても違いがあるのでしょうか?

 

実験することで さまざまな疑問が生まれます。

子供たちにとっての興味は 探究心へ変化し 自分で考え答えを見つけます。

そうすることで 達成感や満足感を味わい 体感することでまた興味へと進みます。

わかることが楽しいこと。

そう思ってもらえる楽しい理科実験教材です。

 

055760 HOL 電気の変換実験カーは 販売終了となり

現在は ネコライトにかわっております。

同じ実験ができます。

 

 

 

 

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 の取り組み・宇宙へと打ち上げられた 人工衛星や惑星探査機は、私たちの生活にどのように関わっているのでしょうか?

 

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在、私たちの住む地球の周りには、一万を超える人工衛星が飛んでいます。

その種類は、天気を知るための気象観測衛星や、カーナビゲーションに必要な測位衛星など多岐にわたっています。

 

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私たちの生活にかかせない役割を果たす人工衛星。

 未知の世界を探る探査衛星、様々な宇宙を学べる教材です。

現在、地球からロケットを使用して色々なものを打ち上げています。

そうしたロケットの役割は例えるなら トラックです。

トラックは目的地までいろいろな荷物を運びます。

 

 

 

 人工衛星の種類と任務

 

.地球の観測

人工衛星は上空から様々な地球の様子を観測し、地上へ届けてくれます。

雲の流れ、台風の大きさなどを知らせてくれる「気象衛星」

また雲の様子に加えて 気温・海流・地形やオゾン層などの地球の状態を知らせてくれる「地球観測衛星」があります。

地上では、人工衛星から送信されたデーターをもとに 気象予報士が天気を予測し、天気予報として私たちに発信しています。

 

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どの人工衛星にも共通の部分があります。それは「バス部」

人工衛星には、「バス部」と呼ばれる部分が存在します。

ここには人工衛星が壊れないための丈夫な構造や、宇宙空間で特定の方向に進むための機能などがふくまれます。

車にたとえると、エンジンやタイヤにあたり、どの人工衛星も宇宙で働くには必ず必要な部分になります。

 

 

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ス部には大きく分けて、箱型・筒型・球型の3つの形があります。

これらの形の中から重さや大きさなど用途によって最適なものを選択します。

また動くために必要な電力を得る方法が「太陽電池」か「内蔵電源」かでも人工衛星の見た目は大きく変わってきます。

 

 

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 部品を使ってバス部を作ってみよう

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2.宇宙観測

宇宙のはじまりであるビッグバンは今は世界の通説となっています。

その痕跡を発見したのも人工衛星なのです。

大昔にビッグバンがおこった時のエネルギーの痕跡を熱として観測できたのが

WMAPという宇宙探査機です。

このWMAPによる調査で、宇宙がまだ幼い頃のデーターをとることができました。

WMAPの調査でわかったこと

〆 私たちがいる宇宙は137億年前に誕生したこと

現在の宇宙の大きさが約780億光年であること

1宙は今も広がり続けていること

などがわかりました。

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ビッグバン

 

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人工衛星 作成キット

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空気中には、なにがある?

 

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球のまわりには、つつみこむようにして空気が取りまいています。

これが大気と呼ばれるものです。

大気の厚みは、ほんの10キロメートルくらいで、これは、地球の直径の1,000分の1にもならない厚さです。

つまり、地球はとても薄い大気につつまれているというわけです。

大気があると太陽の光を反射して、青空になったり、くもり空になったり、いろいろと変化します。しかし宇宙には、空気がないので、空はいつもまっ暗といいうわけです。

 

 

大気は、何種類ものガスからできています。

窒素(ちっそ)が約5分の4(78%)、酸素(さんそ)が約5分の1(21%)で、大気のほとんどはこの2つでできています。残りの1%の中に、二酸化炭素(にさんかたんそ)やヘリウム、メタンなどのガスが、ほんの少し含まれています。

この窒素、酸素、二酸化炭素というのが 原子・分子と呼ぶものです。

 

質は、すべて原子からできています。が、ほとんどの原子は不安定で、そのままの形では存在できません。

そこで、安定な形になるように、いくつかの原子どうしがくっついたのが分子です

 

 

水の分子モデル

水の分子モデルは、このようになります。

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赤が、O 酸素です

白が、H 水素です

 

 

3つの原子が折れ曲がった形でつながっています。

理由は、少し折れ曲がっている方が、安定するからなのです。

分子の形は自然に安定している形になろうとしているのです。

水は、温めたり冷やしたりすることで 氷や水蒸気に変化しますが、分子の形は変わりません。

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は変わりませんが、分子が動き回るスピードは違っていて、水蒸気の方がよく動き回っています。温度が高いとエネルギーを多く持っているので早く動けるのです。

 

 

 

 

 

 

 

二酸化炭素の分子構造

二酸化炭素は炭素原子一つと酸素原子2つで構成されています、

地球の空気の中で3番目に多い分子です。

スティックが炭素原子と酸素原子の間に2本あります。

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原子はこのようなつながりかたをすることもあるのです。

※スティックは 2つの原子から1つだけという決まりはありません。

多いものでは ひとつの原子からスティックが6本でることもあります。

炭素の場合は4本スティックをさすことができ、酸素の場合は2本です。

スティックを炭素と酸素の間のように2本重ねてさすことを二重結合といいます。

 

 では、その結合とは

 

原子のつながる数-結合-

結合とは 原子同士が互いに結びつきあうことです。

手に置き換えて考えてみるとわかりやすいです。

 

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つの原子がつながることができる手の数は決まっています。二酸化炭素のように二つの手同士をつないでひとつの原子と結びつくこともあります。これを二重結合といいます。

二重結合があると より強く結びつくことができます。

 

 

 

以上をふまえて 今度はメタンを作ってみましょう。

水素原子は1つの原子としか結合することができません(手が一本)

炭素原子は4つの原子を結合することができます。(手が4本)

 

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つまり水素はスティックを1本 炭素はスティックを4本さすことができます。

他にも酸素は2本で、窒素は3本という基本的なきまり(ルール)があります。

 

 

 

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国立科学博物館には さまざまな分子模型が展示されていて

 こんなにきれいな分子模型がみられます。

 

 

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理科の知識だけじゃなく、美的センスも必要かも!?

身近なペットボトルで風力発電してみよう!!

 

【風力発電工作キット】

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ペットボトル2本を使って風力発電機を作ることができるキットです。

セットにはLEDがついているので、風をうけてプロペラが回ると発電してLEDが光るのを見ることができます。

これは、風力発電の仕組みと同じです。

 

◆風力発電

 「どうやって風を電力にするの?」

 

風の運動エネルギーを電磁誘導を利用して電気に変えています。

風車が受けた回転運動で発電機(モーター)を回し、電磁誘導を利用して電気を作り出すのが風力発電です。風のエネルギーの約40%を電気エネルギーに変えることができる風力発電は、他の発電方法に比べて効率性に優れています。また、燃料を必要とせず廃物もないので、地球温暖化や公害の心配のないクリーンな発電方法としても注目されています。風が強く風車の回転が速くなれば、発電量も増えます。

 

それならば・・・

「台風の時には、いっぱい発電するのか?」と疑問に思ったんですが、台風のような強風の時は風車が止まるように設計されているそうです。

それは、そうですよねwあぶない・・・

 

 

ペットボトルを切って風車を作る方法は、詳しい説明書が入っています。

(ペットボトルは付属していませんので、ご準備ください)

小学生のお子さんが読んでもわかりやすいもので、1時間ぐらいで作れます。

ペットボトルを切った断面はあぶないので、けがをしないようにしてください。

 

そのままでは、透明でちょっとつまらないかもしれないので、油性マジックやポスカなどで好きな色を塗るのも楽しい作業です。

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実際に作って風をあててみると、勢いよく風車は回りますが、なかなかLEDライトがつかないこともあります。

風のつよさや、羽の工夫などなど

いろいろためしてみるのもよい体験・実験・観察になると思います。

友達とそれぞれ作って、どっちが早くLEDライトをつけられるか、かっこいいのを作れるかを競うのも楽しそうですね♪

友達とコミュニケーションをとりながら勉強できるなんて、一石なん鳥にもなります。

 

夏休みの自由研究にはもちろん、出先で風力発電の風車をみた後で、授業で習ったときになど、興味がわいたらやってみてください。

教科書の文字を追うだけでなく、頭で考えるのは、子供だけでなく大人にとってもいいことです。

普段あまりつかわれない右脳をフル活用して、楽しく右脳を活性化させましょう!

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◆セット内容◆

 発電用モーター

 ペットボトル取り付けキャップ

 支持軸

 本体カバー

 LED

 

 

【風力発電工作キット】

 

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「実験するぞー」とキットを買ったけど・・・

あれがなきゃできないじゃん!!ってものを集めました。

 

いろいろな商品のおすすめブログを書いているうちに、

パンフレットには、「〇〇の実験が可能なキットです。」って書いてあるけど、

「△△、□□、××は付属しません」が多いのが気になっていました。

 

「キット」とか「セット」と言われると、必要なすべてのものがはいっているように感じてしまいます。

でも、「基本の基本」とか、「一般的に家にあるもの」なんかは「キット」「セット」に入っていないですよね。

例えば、電池とか、ペンチとかニッパーとか・・・

 

でも、理科が苦手な子供さんがいて。

教科書だけで勉強しても苦手で。

学校でみんなと一緒にやってみた実験では、よくわからなかったり、納得するまで考えることができなかったり。

だから、家でご家族と一緒にやってみよう!って、やる気になったがんばりやさんの子供さんがいたとして・・・

 

これならおもしろそうかな?って思って買った「実験キット」に「アレ」が入ってなかったから、結局すぐには実験できない・・・

「なーーんだ」「すぐにできないんだ・・・」

なんて、せっかくのやる気がそげちゃったらかわいそう。

 

私だったら、やる気になったときにすぐにできなかったら、すぐにあきちゃいますw

「また、注文してから届いたらやろう」なんて、絶対むり。

「次」のときには、もうやる気なくなってるかも・・・

 

そんなことがないように!

普通のおうちには最初っからなさそうなもの!

でも、物理(電気・磁気)の実験によく必要になるもの、あったらいいなをリストにしてみました。

 

☆単1電池BOX B型(10個組)

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☆単3電池BOX B型(10個組)

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 ☆リード線(10本組)

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☆みのむしリード線(黒)

☆みのむしリード線(赤)

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☆方位磁石

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☆フェライトU磁石

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☆棒フェライト磁石

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どれも、理科・物理の実験に必要になることが多いものだと思います。

準備しておくとよいのでは?

 

 

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