オープニング：いきもの超ワールド展と電気の歴史への導入
理科っぽい視点で身の回りのことを見てみませんか? そんない理科の時間 第674回
かおり
そんない理科の時間をお送りいたしますのは、よしやすと かおりです。 よろしくお願いします。 よろしくお願いします。
今日は、電気の基礎的なことをお話しします。 電気の基礎といえば、手と木ですね。
よしやす
あゆえを作文しますか? という前にですね、ちょっとメッセージの紹介をするんですが、
この番組では、1年ちょっと前に 616回かな?
よしやす
配信をしたときに、スポティファイでコメントがつきました。 みっちゃさん、71歳です。電気は全然わかりません。恥ずかしいけど事実です。
この時にはね、中学校で習う電気の話というのをしたんですけれども、 電気が全然わからないっていうので、一応わかりやすく説明したつもりだったんですが、
なかなか難しいかなと思って、今日はですね、電気の歴史の話と、 電気ってどうやって習っていくかの流れをお話ししていきたいと思っています。
歴史? 歴史っていうのは、電気が発見されたのはいつとか、どうやって使われるようになったか、みたいな。
電気とは何ぞやではなくて、電気活用方法って感じ? どうやって電気が
人類に知れ渡ったかっていうところの話をオープニングでして、 パチッていうところから始まるんですけど、
かおり
本編では今年になってね、小学校の理科の教科書を手に入れまして。 えー、どうして?買ったの?
聞く新しい理科っていうのに出演させてもらった時に送ってもらったんですね、東京書泉さんに。 それを見ながら、
よしやす
電気ってどう習っていくんだろうっていうのをお話をしたいと思っています。
いきもの超ワールド展の紹介
よしやす
ちょっとだけお知らせ。 上野の国立科学博物館で、生き物超ワールド展という展覧会が始まっています。
超面白いらしいよ。 面白いらしいよって、
かおりさんは内覧会で行ったんでしょ? 行きました。 この番組はですね、団体参助会員になっているので、
かおり
番組から内覧会に行けるという権利がありまして、今回はかおりさんが行ってきました。 行ってきました。
どんな感じでしたか? クジラジーが全然出てこなかったですね。
わかんない人にもわかるように説明してください。 ヒゲジーはいっぱいいた気がするんだけど。
よしやす
今回の展覧会は国立科学博物館とNHKのダーウィンが来たのコラボ企画で、ダーウィンが来たのヒゲジーの代わりに、
この展覧会用にクジラジーっていうキャラクターが作られているんだけど、それがあんまり出てこなかったって話ね。
そうなのよ。だからぬいぐるみもヒゲジーが売っているのは良しとしよう。
かおり
クジラジー売ってないのかなと。 買ったかどうか微妙だけどね。
私はクジラジーのアクリルチャームを買いましたよ。 私はヒゲジーのぬいぐるみを買ったよ。
なんだかんだ言って、あまりクジラジーのことを思ってないじゃないですか。 だって売ってないんだもん。
私は買ったけどね。 展示の方はどうでしたか?リスナーさんが行きたくなるような話をしてくださいよ。
かおり
時間がなかったから、後半は飛ばし気味だったので、前半のところが、
まず五感一つ一つを見ていって、まず見るっていう機能に関して、
いろんな動物ごとに違いとか、それの戦略っていうのかな、戦略による違いっていうものを、
その一つ一つの五感でやってて、なんだろう、面白かった。
よしやす
面白かった。 ということで。
かおり
あとなんだっけな、怠け者の、今の怠け者って、
ぶら下がってる?で体長が1メートル前後だと思うんだけど、 3、4メートルくらいあるのかな?
昔の大生獣の骨格標本が出来上がって展示されていた。
で、それを発掘した人がその場にいて、ちょっといろいろ解説とかもしてくれたし、
その発掘した現物も置いてあるのね。標本は当然レプリカの骨で作ってるんだけど、
かおり
崖にあったんだって、骨がね、埋まってたんだって。でその崖から骨を掘り出したんだけど、
その時に命綱をつけながら掘ったとか、
細かいものをその場で一つ一つ全部取るんじゃなくて、
まず石膏で外側を大箱固めちゃって、ブロックでガンと取ってきて、後で細かく見るみたいな感じらしいのね。
で、そのまだ石膏にはまってる状態っていうのかな?の実物が展示してあって。
生獣って今は生獣の名前がついてるけど、昔どんなったのかな?
そんなに大きなものは木にぶら下がってボヨーンとはしてらんないだろう。
よしやす
生獣の英語名も生獣なんですかね?
かおり
ケモノ?
スロスって書いてありますね。やっぱりタイラやモノグサを意味する名前だそうです。
ということでですね、私も日曜日に行ったんですが。
かおり
じゃあ教えてよ。
よしやす
せっかく内編会に行ったんだから、かおりさんに紹介してほしいなと思って。
面白い動物、生き物、生き物が2020年に発見されたんだってね。
かおり
体長が0.1ミリ程度で、カルシウムの骨じゃないんだけど、軟骨みたいな骨みたいのがあって、いわゆる顎に相当するところっていうのかな?
すごいオニオニオニオニってしてるの。
説明して?
よしやす
いや、わかんないです。
かおり
見なかった?
よしやす
あんまり…うん。
かおり
実際は本当にすごい小さいのが15センチぐらいの大きく拡大してあるんだけど、
顎のように切がって動くってものじゃないんだけど、
かおり
入ってきたものを外に出ていかないようにストッパーになるようなトゲっていうのかな?みたいなものがいっぱい小さなトゲがいっぱいあるのね。
それが手みたいに見えるわけよ。
星型にトゲがついてる棒がいっぱいついてるのね。
かおり
その顎のところに。
オニオニオニオニって感じで、ズワッズワッとちょっと来るような感じ?
でもなんかまだ、最近2週目が発見されたんだけど、そもそもが2020年ぐらいに1週目が発見されたばかりの平物で、
まだどんな感じかはこれからの研究とは言ってたけどね。
そういう新しい生物がまだまだ、新しい生物っていうかもうなんていうか、本当に動物とか昆虫とかそういう大きな分類の横にあるっていうのかな?
新しいカテゴリーが作られたってことね。
かおり
そうっていうのがあって、しかもすごく小さいのでなかなか発見されてなかったのが、発見されたってことは、
なんか今のところはいろんなところにいる生物ではなくて、そもそもグリーンランドで発見されてるらしいんだけど、
ちょっと寒いところらへんにいるらしいっていうのはなんとなく想像がついてるらしいんだけど、
でも、もっともっといろんな小さな微生物って言うとまた違うのか、こういう小さなものがまだまだ発見されてないのがいっぱいそうだなと思う。
よしやす
なるほど。
かおり
美学動物。
よしやす
美学の学はアゴですね。
かおり
そう、ちっこいアゴみたいな。
美学動物って言って、メイオベントス。
海底で生活する生き物の最小サイズのもの。
だからちっちゃいからなかなか発見されなかったっていうのが発見されたみたいですっていうね。
よしやす
なるほど。
あとはこれは、カナダオオヤマネコの白犀がかわいいね。
よしやす
あー、そうね。なんか耳の先にピロピロって飾りみたいなのがついてる。
かおり
プルプルっとアンテペなのがついてて、もうあのモフっとしてる。なんかひげて言うかアゴっていうの?タレアゴみたいな毛があって。
よしやす
ということで皆さんはリンク貼っとくので公式サイトを見てみてください。
かおり
クチラ地ぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃぃ。
ぬいぐるみ作ってばいいのになぁ。
よしやす
そうですよね。内覧会だったら、売れ筋商品も買い放題だったと思いますけどね。
かおり
そうそうそうそう。
せっかく作ったキャラなんだから、そこで売らずにどこで売るって感じじゃない?
よしやす
そう思います。
かおり
まだちょっと間に合わなかったのかな、製法が。
よしやす
いや、大して売れないと思ったんで、大きい投資はしてないんじゃないかと思います。
かおり
そういうこと?
よしやす
はい。
ということで、この番組は国立科学博物館の参助会になっていますので、招待券をプレゼントします。
申し込みの方法は番組の最後にお伝えするので、チケット欲しい方は応募してください。お願いします。
かおり
お願いします。
電気の歴史：発見から実用化へ
よしやす
ということで、話を本題に戻しまして、電気の歴史をちょっと話してみたいと思います。
かおり
電気の歴史。
よしやす
一番最初に人間が電気のことについて記録したのはいつ頃だと思いますか?
かおり
それバチッていうやつ?
よしやす
静電気で軽いものを引き寄せるっていうのが発見されました。
かおり
あ、わかった。平賀元来だ。
これは紀元前600年頃。
かおり
あれ?
よしやす
静電気の発見。
琥珀を布でこすると軽いものを引き寄せる。タレースさんっていう人が発見したと言われていて。
ギリシャ語の琥珀というのがエレクトロンなので、エレクトリシティの語源がこの琥珀というのがその語源だそうです。
これ静電気なんですけど、ここから。
かおり
琥珀?
よしやす
はい、琥珀。
琥珀は樹液が固まった透明な。
かおり
オレンジ色のやつか。
よしやす
そう、琥珀色ですね。
かおり
これをこすると引き寄せるの?それとも琥珀自体が帯電してるの?
よしやす
琥珀を布でこすると静電気が起きて、プラスとマイナスに分離するので引き合うというのが起きますよと。
かおり
琥珀以外ではあんまり起きないの?
よしやす
最初に発見されたのがこの琥珀を布でこするっていうやつだったので、ギリシャ語のエレクトロンを語源として、
エレクトリシティと琥珀の力として記録されたっていうのが最初。
よしやす
なんですが、これ以来あんまり物事は進展せず、なんと18世紀、19世紀まで時代は動きます。
かおり
じゃあ静電気は見せ物的なもので終わっちゃってるわけね、そこで。
よしやす
そうですね。静電気を起こしてそれを雷電瓶っていうのに貯められるとかっていうのが1700年代かなにあって、
それが書物に書いてあるのを作ってみたっていうのが平賀元来で。
なので物と物をこすって片方に貯まった電気を貯められる今で言うコンデンサーの働きをする瓶を中に入れて、
よしやす
最後放電させるとバチっていうのを作ったのが平賀元来のエレキテルで、そういったものは1700年代とかにあるんですけれども、
それは静電気の応用ということで、どんなものがなんでそうなるかっていうのは全然エレクトリシティが発生しているということしかわかっていなくて。
かおり
それはもうその力のことを、いわゆる静電気というのはずっと決まったっていうか名前がついたわけね。
そう、だからエレキテルっていうのもエレクトリシティの何語なんだろう、オランダ語系のまた生ったやつでエレキテルっていう名前についたんだと思いますけどね。
よしやす
なんですが実際に実用になるようなものは皆さん知ってるかもしれないですけど、ボルタの電池というのを待たなければいけません。
イタリアのボルタさんっていう人が、あえんとどうを重ねるとそこに電気が生じると、電気の力が生じるというのを発見します。
発明になるのかな、電池としては。
これが擦ると電気が分かれてプラスとマイナスになってバチって火花が飛ぶような電気ではなくて、定常的に電流として利用できるようになった初めての発明になります。
これが1800年かな、なので19世紀ですよね。
このボルタの電池の応用でいろんな金属とかを使って電池が作られたり、それを重ね合わせることで高い電圧を作るとかっていうのができるようになりました。
これと追っかける感じで電気が流れると磁石の向きが変わる、包囲磁石の向きが変わるっていうので電気と磁石、電気と磁気の関係性が発見されるとともに磁界のあるところ、磁石の近くで電線を動かすとそこに電圧が生じて発電ができるという発見も入ってきます。
これがマイケルファラデーさんというのが発見した電磁誘導。
もともと電流を流すと包囲磁石が揺れるというのが分かっていたんですけれども、ファラデーさんが磁気、磁石の力で電気を作れないかというのをいろいろ考えて、磁石をくるくる巻いたコイルの中で動かすと電流が流れる、電磁誘導って言うんですけど、
これが電池ではなくて発電する、動きを電気に変えるというので見つかった発電の原理、電磁誘導になります。
これ1831年。
この電池のところに包囲磁石はたまたまあったのかね。
電気とは何かというので、電池を作ったときに電気にはプラスとマイナスがあって、何かが導電帯の中を流れるというのが分かって、それは何か効果があったりするのかというので、最初は電池の発明、発見、原理の発見にはピンセットでカエルの足をつついたら足がピクッとしたというところから始まるんですけど、
よしやす
その実験の中で何かしら電流が流れるというのが見つかるんですが、実は静電気の電気と電池で作る電気が同じかどうかというのは最初は分からないわけじゃないですか。
それを同じだと証明した人もいて、ベンジャミン・フランクリンさんという人がまずタコの実験というのをして、雷が電気の力でその電気の力をさっき言った雷電瓶というのに貯められるというのをやって、
その後、マイケル・ファラデーさんはさっき電磁誘導というので電線の近くで磁石を動かすと電気が起きるというのを発見したんですけれども、
その雷電瓶とかの静電気を貯めておけるやつと発電機で作った電気でいろんな実験をして、これとこれは同じものだというふうに分かったのは1833年です。
なので1833年にやっと静電気の電気と電池で作る電気とか発電機で作る電気が同じものだよというのがやっと証明されたというか実験で証明されたというふうになっています。
その後は実は結構早くてというかくるくる巻いたコイル状になった電線に磁石を近づけたり遠ざけたりすると電気が生まれるというのがだんだん分かってくると皆さんがよく知っているフレミングの右手の法則で発電機の理屈が分かってきます。
そうするとどうやって効率よくコイルを巻くかどうやって効率よく磁石を動かすかというふうに視点が移っていって効率の良い、あとは出力の大きい発電機が作られるようになるというのがその後起きてくるんですけれども、そこで活躍するのが皆さんご存知の皆さんご存知のといえば。
かおり
皆さんご存知の?だってもうさっきフレミング言ったでしょ。
発明王。発明王エジソン?
エジソンさんがこの発電機を実用化するというのがあるんですけれども、エジソンはですね。
かおり
エジソンは電球はでもあれは燃えてる?
電球?
よしやす
エジソンはたくさんの発明をしていて、有名なのが発電機と電球なんですよ。
かおり
発電機も?電球とは別なのね。
よしやす
電球とは別というか、電球だけ作っても売れないんですよ。だって家に電気が来てなければ。
だからエジソンはニューヨークに火力発電所を作って電力を供給して、なおかつ自分しか作れなかった白熱電球を売るという商売を作る。
エジソンは電球を発明した人でもあるんだけど、電球を商品として売れるようにしたっていうので発電所も作っちゃったんです。
エジソンは電池と同じように直流、片方がプラス片方がマイナスっていう電気を皆さんの家に届けようって言って、直流の発電所を作ってそれを届けるっていうので商売を始めました。
でも皆さんが今お家で使っているのは、AC交流と呼ばれているプラスとマイナスが行ったり来たりするタイプの電気だと思うんですけど、
それはニコラテスラさんという人がこれを実用化しました。
ウエスティングハウスっていう実業家、大きい会社を作った人もあるんですけど、交流、つまり磁石をコイルの中から出したり入れたりするとプラスとマイナスが交互に出るんですけど、
よしやす
それをそのまま送電するっていうのを作って、それが交流の送電になります。
このエジソンとテスラの対決があって、結局テスラが勝って商業的には送電をする、つまり発電所からみんなのお家まで電気を届けるのは交流が主流になってくるという流れがあって、
皆さんの家には50Hzか60Hzの交流の電気がやってきているというのが電気の歴史です。
よしやす
発電所が大きくなったり遠くまで送電ができるようになって、いろんなところで電気の送電網というのが充実するんですけれども、
結局は20世紀までは何かで磁石をぐるぐる回して、電線が巻いてあるコイルの近くで回すと電気が起きて、
それを交流のまま発電所から変電所に持ってきて、変電所で電圧の変換をしたりしてあちこちに配って、
家の近くで日本だったら100Vにして配るというのがいろんな発電で行われているんですけど、結局はこの電磁誘導を使った発電のまま今に至るということになっています。
もちろん今は太陽光発電とか発電機じゃない発電もありますけれども、主流なのは発電機を動かしてというのが電気の種類になっています。
よしやす
ということで電気の歴史でした。
電気の歴史のおまけ：電信柱と電気の多面性
よしやす
本編では電気をどうやって習っていくかという話と、もうちょっとおまけの話をしようと思っています。
かおり
よろしくお願いします。
よしやす
本編ではですね、小学校の時からどうやって電気のことを学んでいくかを話そうと思うんですが、その前にちょっとだけさっきの電気の歴史のおまけをちょっと話します。
街中に建っている電気を送ったりする柱あるじゃないですか、電線が張ってある。
あれ何て言います?
かおり
電柱。
電信柱と思いますよね。
かおり
はい。
よしやす
なんで電信柱っていうかっていうと、最初に電柱が作られたのは電力を送るためではなくて、電信つまり信号を送るための電柱が先に実用化されたので、
街中に建っている電線が張ってある柱は電信柱ばっかりだった時期があります。
よしやす
つまりみんなの上に電気を届けるっていう前に、都市と都市の間を電信、つまりこっちで信号を出すともう片方のところで信号が受けられて、そこに文章を乗っけて送るっていう方が先に実現しています。
実際にペリーが来た時とかに東京と横浜の間で電信の実験とかしたんじゃないかな。
そういうのがあって、電信の方が早く、皆さんの、皆さんのって言ったらいいんだな、昔の社会から電柱が建って線が張られたのは電力ではなくて電信の方が早いです。
何が言いたいかっていうと、電気っていうのはエネルギーを送るっていうのにも使われますけれども、実は信号を送るのにも使われるっていうのがすごく大きくて、
少なくとも日本ではA地点からB地点信号で送るっていう電気の方が電力を供給するよりも早く実用化されています。
なので電気はね、皆さんがコンセントで挿して使う電力もあるんですけれども、信号を送ったり、またはコンピューターの中で信号を計算に使ったりとかっていうのとか、電波っていうのを出して、
それの電波を使って、電磁波ですね、を使って通信をするとかっていうのにも使われているというのが面白いところで、
他のもので何でもできるようなものはあまりなくて、熱とか水力とか水みたいな話とか、いろんなエネルギーがありますけれども、
そんな中でも電気っていうのは制御がしやすくて、通信やらそういうのにも使われるっていう特徴がありますというのがさっきの電気の機種のおまけの話です。
もし先に電力のほうが送られていたら、電信柱じゃなくて電灯柱って言われたかもしれないですね。
かおり
電気を送るけど、その目的が電灯ってこと?
よしやす
そう、最初はね、皆さんのところにお家に電気がやってきても、電灯、つまり白熱電気をつけるっていう使い方しかなかったわけ。
初期の電気製品の利用法
よしやす
だって電気製品がないんだから。
かおり
電子レンジがないの?
よしやす
壁にコンセントがないわけ。
かおり
冷蔵庫は?テレビは?
そこから、確か最初に出てきたのはアイロンとかじゃないかな。電熱線で使うものね。
よしやす
壁にコンセントがないから大変なんですよ。壁にコンセントがないから配線してないわけ。
どうやって電気製品を買ってきたときにその電気を使うかって想像つきます?
かおり
外から線を引っ張ってきたってこと?
よしやす
だから電球があるわけですよ。
かおり
電球、全部外からつながってた?
よしやす
そう、なので電球のソケットにくるくるくるって差して、電球じゃなくてそこにコンセントがついているっていうのが売られるわけ。
電球のソケットがもうそもそもコンセントみたいなってことね?
よしやす
それは電球の回すネジでしょ?だからネジ込んだやつに、今の壁から出ている2本の筋になったやつがあって、そこにコンセントをブスって差せるっていう風になってる。
で、それだと今度電気がつかないじゃないですか。
なので電燈をつけるやつにくるくるくるって差し込んで、2股になっていて片方には電球がはまって、もう片方がソケットになっているっていうのが売られるわけ。
そうすると天井に電球のソケットがあるところに電球を差さずに2股ソケットっていうのをねじ込んで、その下に電球をねじ込むでしょ?
そうすると2股になっている片方にコンセントの口があるんで、そこにブスって差すと電化製品が使えるっていうのがありまして、これを発明したのが松下幸之助さんっていうやつで、この2股ソケットで会社を大きくしたっていう歴史があります。
よしやす
今はパナソニックってなっていて、昔は松下電機とか松下電工だったんですけど、そういうところから松下の歴史が始まってたりします。
ちょっと話が逸れたんで、小学校の理科に戻ります。
小学校での電気の学習（3年生）
かおり
小学校の理科。
よしやす
東京書籍の新しい理科、3年生。こちらで電気が一番最初に出てくるのはどんな単元だと思いますか?
かおり
なんか電気か。電気か。チシャックじゃないんだよね。
よしやす
小学校で最初にやる電気の話。
かおり
あの、豆電球はもうないんだっけ?
よしやす
でも豆電球です。
かおり
電池と豆電球か。
よしやす
小学校3年生。そうです。豆電球に明かりをつけてみようっていうので始まります。
で、そこで習うのはね、今、教科書見ながらですけれども、どうやると豆電球に電気が流れて豆電球が明るくなるかっていうのをいろいろやります。
そうすると、電池と豆電球をどうやってつなぎましょうとかね、そういうのをいろいろやって、どういうつなぎ方をすると明かりがついて、どういうつなぎ方をすると明かりがつかないかっていう話をした後、
つながっている線を途中で切ります。で、そこに、例えば釘をくっつけると、釘の中を電気が通るかっていうので、回路の一箇所が切れている状態で、間にどんなものを入れたら豆電球がつくでしょうっていう実験をします。
なので、小学校3年生では、電球は電池とどうやったらつくか。で、電池から線が伸びて、電球の片方に入って、もう片方から線が出て、乾電池の反対側にくっつく。
つまり、ここで一周の経路をつくると電球が光るっていう話と、その途中を切って、途中に何か入れたときに、そこに電気が流れて豆電球がつくかどうかっていうところから話が始まるんですね。
で、どうやれば豆電球がつくかの後に、どうやったら、どんなものが電気を通すか通さないかという実験をします。で、例えばね、ゼムクリップは電気を通すかとか、紙、アルミニウム、10円玉、1円玉、紙のカップ、ガラスのコップ、鉄の缶、アルミの缶、定規みたいなものを実験してみましょう。
ハサミは持つところと切るところ、それぞれで調べましょうとかっていうのがあります。それで電気を通すものは、10円玉、1円玉、ハサミの切るところ、あとはアルミ箔、鉄のゼムクリップは通す。で、鉄の缶やアルミ缶は、色が塗ってあるところは電気を通さないけど、色が塗ってあるところ剥がすと電気が通るとかね、そういうのを学びます。
なので、まず回路、つまり電池と豆電気をどうつなぐと電気が流れるか。で、途中に何を挟んだら電気が流れるかっていうのを一番最初は学びます。
で、この3年生でね、磁石についても学んでいて、磁石にどんなものがつきますかっていうのとかをやっています。ここではね、電気と磁石の関係はやりません。で、3年生はここで終わり。
小学校での電気の学習（4年生）
よしやす
次、4年生。4年生の探検は電流の働きというのをやります。3年生で習った豆電球がどうしたらつくだろうっていうのから、4年生になるとプロペラを回して風を起こそうというので、電池にモーターをつないでプロペラをぐるぐる回すっていう実験をしたりします。
で、4年生になると電流の流れ方みたいなやつをメーターで調べるっていうのをやり始めます。プラス極とマイナス極からモーターを回すっていったときに、つなぎ方で電気の流れる方向があるっていうのがわかる。
3年生のときには電球しかなくて、プラスからマイナスに電気が流れますよとかっていうんじゃなくて、ここが一周してたら電気がつながってるっていうのがわかるんだけど、どっち向きに電気が流れるとかはやらないんですけど、4年生になるとモーターをつなぎます。
モーターをつなぐとプラスとマイナスを逆にするとプロペラが逆向きに回るわけだ。で、電流系っていうのを間につなぐと針がこっち側に振れるとあっち側に振れるで変わるんですねということで、電気には実は流れる方向があるんだ。それを変えるとモーターは逆回りするんだよとかっていうのがわかってきます。
で、もう一つは3年生のときには豆電球がつくかつかないかだけだったんですけど、4年生になったらモーターを早く回したりするにはどうしたらいいかっていうので、だんだん皆さんが悩み始める直列つなぎとか並列つなぎとか出てきます。
電池を直列につなぐとモーターが早く回って並列つなぎだとモーターのスピードは変わりません。さて、直列つなぎでモーターの回る速さが早くなるのはなんでだろうっていうのが解決が謎になってきます。
直列つなぎをするとさっきメーターをつないだと言いましたけれども、2個直列につなぐとたくさん電気が流れるので、これを電流と言って電流がたくさん流れるという言い方をしますとかっていう話になります。これが4年生。
かおり
はい、言葉が出てくるってことですね。
よしやす
言葉が出てくるし電気に方向があるっていう話と直列つなぎにするとたくさん電流が流れるっていうのがわかってたくさん電流が流れるとモーターからたくさん力を取り出せるっていうのがわかってきます。
小学校での電気の学習（5年生）
よしやす
4年生はここで終わり。次5年生。5年生でも電気出てきます。5年生の電気は何かっていうと電磁石を作ります。
エナメル線っていうのをぐるぐるぐるくだりの周りに巻いてこれコイルって言うんですけど、これを作って中にね釘とかを中に入れて鉄芯っていうのを入れると磁石ができるよっていうのを実験が始まります。
そうすると電気をこのくるくるしたコイルに流すと電磁石になるって話が出てくるのが5年生のポイントです。
なぜかここでは電池が3年生と4年生の時には単3感電池だったのがここでは単1感電池が使われていますね。
かおり
ほんま?単1感電池なんて最近あんまり見かけないけどね。
よしやす
そうなんですが電磁石はすごい電気食うんですよ。なので単1感電池が使われています。
電磁石つまりくるくる巻いたコイルに電流を流すと磁石になったり包囲磁石の向きが変わったりつまり磁石が作れる。
電磁石をどうすれば強くなるかなとか電流の流れで磁石はどう変わるかなみたいなことをやります。
電磁石はコイルに電流が流れている間だけ磁石の性質を持つようになります。
そしてコイルに流れる電流の向きが反対になると電磁石のN極とS極も反対になります。
電磁石を強くするにはどうすればいいかというので実験をして直列つなぎの電池だけではなくて
くるくる巻くコイルの巻き数を変えたりそんなのをやってどうすれば電磁石が強くなるかっていうのをやって
コラムみたいなところにはモーターの仕組みとかが書いてあるっていうのがあります。
ということでポイントは電流がコイル状のものになると磁石が作れますよっていうのが新しい発見ね。
コイルはどうやればより強い電磁石になるかとかっていうのを学びます。
というので例えば電磁石を利用したもので乾電池とコイルを使って空き缶広域を作ろうっていうのが書いてあったりします。
だから棒の先に電磁石をつけて手元に電池とスイッチをつけてスイッチを入れると磁石がオンになって缶がカチッとつけられて
引っ付いてゴミ箱の上で放すと缶が落ちるというのができますよというのを工作とかも乗っていたりします。
かおり
最近の自転車の伝統は昔乗って本当にタイヤに直接触れてタイヤの回転で回転させてたよね。
よしやす
やってました。
かおり
で筒みたいのがついてたじゃないその電球のタイヤに回転触れるところにね。
よしやす
ぐるぐる回るやつがついてた。
かおり
あれを分解すると中に磁石が入っていてっていうのはこれでもあれはコイルじゃなくて磁石か。
磁石とコイルがあってモーターの反対のことなんだね。
かおり
コイルもあったんだ。
それでタイヤでぐるぐる回転させてやってたんだよなっていうのを。
よしやす
そうです。
かおり
磁石をゲットするためにあれを分解したような記憶がある。
よしやす
で5年生までだとまだ発電はしないんですね。
あれー。
よしやす
電池を使って電磁石を作るところまでしかやりません。
かおり
じゃあ自転車の伝統は6年生から?
小学校での電気の学習（6年生）
よしやす
そう6年生になると電気が作られている場所を探してみようっていうので急にね。
かおり
あ、分かった分かった。
お母さんの頭の上。
雷が落ちるじゃん。
親父か。
よしやす
ちなみにその雷は静電気ですかね。
かおり
なんだろうね。
発電してるからもう静電気どころじゃないんじゃない?
よしやす
静電気も何かしらで発電をするわけですけどね。
かおり
いやいやいやいや。
よしやす
なんと6年生になると話が急にですね。
私たちが暮らしの中で利用している電気の方が発電所で作られています。
電気を作ることを発電と言いますっていうふうに急に出てきます。
かおり
もう作られちゃうわけね。
よしやす
これまで電気といえば実験をしてたじゃないですか。
なんだけど6年生は先に電気と私たちの暮らしっていうところから話が始まっちゃうんですけどこの教科書では。
そこから自分たちで発電することができるんだろうかという実験に入ってきて。
理科の教材で出てくる手回し発電機っていうのが出てきます。
これがねさっきかおりさんが言った自転車のタイヤに押し付けて使うぐるぐる回ると豆電球がつくようなタイプの最近の実験用のやつで手回し発電機っていうのがあります。
かおり
もう今も自転車のやつは大体電池よねきっと。
よしやす
今の自転車はハブ発電機って言ってタイヤに押し付けるんじゃなくてタイヤと自転車のフレームの間に発電する発電機がついていてあんまり負荷にならないのに電気が発電できるって風になってます。
かおり
でもその場で発電するやつもあるんだ。
よしやす
そっちの方が多いんじゃないですか。だって電池変えなくてもいいじゃないですかそうすれば。
かおり
最近自転車乗らないからわかんないんだけどね。
昔はその電灯、夕方暗くなったら電灯をつけましょうって言うんだけど電灯をつけるとタイヤが重くなるじゃない。
よしやす
ハブ発電機はちょっとコストは高いんですけど重くならずに電気がつくのでそっちを使ってます。
それは素晴らしい。
よしやす
6年生では手回し発電機が出てきてハンドルをぐるぐる回すと発電ができるっていうものと光電池太陽電池も使ったりして実験をするそうです。
手回し発電機でぐるぐる回すとゆっくり回したり早く回すとどうなるかで豆電池を光らせてみようとか。
あとは光電池とか言ってますけど太陽光発電のパネルを使って光をどう強くしたり弱くするとどうなるかとかっていうのをやってたりします。
ちょっとねこの太陽光発電のパネルに豆電球をつないで光を当ててっていうのはなんかこうなんていうのもやもやするけどね。
かおり
なんで?
よしやす
明るくしたいんだったらそのまま明るさを享受すればいいじゃないかっていう。
一旦電気にしてもう一回豆電球つけるなんてめんどくさいことしなくてもいいなって。
かおり
太陽の光でいいじゃんってこと?
よしやす
そうそうそうなんですが実験なんでね。
ということで光電池でたくさん当てるとか弱く当てるとかっていうので実験をしますと。
まとめ手回し発電機のハンドルを回したり光電池に光を当てたりすると発電することができます。
かおり
すげー。
よしやす
で同じように発電所では大きい手回し発電機の大きいやつ使って電気を作ってますよというのとかが入っているんですが、
ここからはねなんか電気の利用とかっていうのでこんな電化製品がありますよっていうのが紹介された後、
私たちが小さい頃はやらなかったコンデンサーっていうのに電気をためましょうっていう実験があります。
やったことないでしょ。
かおり
どういった実験なのかが全然わかんない。
よしやす
コンデンサーっていう電気部品を使って手回し発電機をコンデンサーにつなぎハンドルを50回ぐらい回す。
かおり
はい、ゴンゴンゴンゴンゴン。
よしやす
そうするとコンデンサーの中に電気がたまるのでそれを他のものにつないで、
例えば豆電球とかモーターとか電子オルゴールとかにつないでその電気を使うとコンデンサーの中にためておけるよというので実験をするというのがやっております。
手回し発電機の時には回してる時に豆電球がついたわけね。
かおり
コンデンサーにためると回してる時には当然そのラインには豆電球はつけてなくて、手回しをやめてそのコンデンサーを改めて豆電球につなげてオンにすると電気がつくわけね。
そうそうそうそう。なのでコンデンサーっていうのを使って電気をためるっていう実験をします。
よしやす
これね唐突に出てきてなんかが光ってあ、ためられましたねっていうことになります。
でまとめ電気は豆電球で光になったり電子オルゴールで音を出したりモーターで運動になったりあとは電熱線で熱になったりということができて利用することができました。
おー素晴らしい。
よしやす
話としては実験もそうなんですけどお家の中で電気を使ったものはどんなことで電気を使ってますかっていうのと関連させて、
例えば照明機具とかモーターが入っているものは掃除機とかドライヤーとかドライヤーには電熱線も入っていて熱くなるとかみたいなものができますよねっていうふうにここで習います。
でこの次の実験も私たちが小さい頃なかった豆電球と発光ダイオードでは使う電気の量に違いがありますかっていう実験をします。
かおり
発光ダイオード。
よしやす
そうそうそうそうそうそうするとねさっきと同じように手回し発電機とコンデンサーをつなぎで50回ハンドルを回します。
かおり
はい50回回します。
よしやす
そうするとコンデンサーにある一定の電気がたまります。
かおり
たまりました。
よしやす
それを豆電球につないで明かりがついている時間を調べましょう。
かおり
時間ねはい。
よしやす
でもう一つ同じようにして発光ダイオードにつないでついている時間を調べましょう。
でこの実験では豆電球は30秒ぐらいついているんだけど発光ダイオードは2分以上ついているというのが教科書に載っている結果としてあります。
よしやす
はい。
豆電球と発光ダイオードでは豆電球より発光ダイオードの方が使う電気の量が少ないですとなっています。
さてなんででしょうってこれ難しいよね。
かおり
そもそもね。
はい。
かおり
そのじゃあコンデンサーって何その電気をたべるものは良いとして。
よしやす
うん。
かおり
どういう仕組みで電気たまっているのっていうところはやらないの小学生では。
よしやす
やらないです。
もうそういうものなわけね。
よしやす
そういうものです。
かおり
でここでまた発光ダイオードがいきなりポーンと出てきたわけでしょ。
よしやす
そうです。
かおり
そうすると今まで変な話ねその電気をつけるっていうものは豆電球だけだったから豆電球ですっていう風にしてあんまり思わなかったけどここで別のものが出てくるとじゃあ豆電球って何っていう話になるわけじゃん。
で発光ダイオードって何っていう話になるわけじゃん。
よしやす
うん。
かおり
なるの。
よしやす
あんまなりません。
かおり
もうこういうものなの。
よしやす
ただね。
かおり
とりあえずはもう実験ってこと。
で今話した通り豆電球よりも発光ダイオードの方が使う電気の量が少ないというのがあります。
はい。
よしやす
でこの教科書ではなぜ発光ダイオードの方が長い時間明かりがつくのかっていうのをコラム的に書いてあります。
うん。
よしやす
豆電球と発光ダイオードに明かりをつけてしばらくたった後触ってみましょう。
豆電球の方が少し暖かく感じます。
これは豆電球が発熱しているからですということで。
豆電球はフィラメントっていうのを厚くしてその厚くしたものが光るっていうのを使っているけれども発光ダイオードは厚くするわけではなくて電気が流れるとそれを効率よく光に変えるっていう半導体の中の仕組みを使っているっていうのが違いますよっていうのがここで説明があります。
かおり
でもそれは実験とかではなくてコラムなわけね本当に。
よしやす
そう仕組みとして違います。
読み物的ですっていうのは解説されてるんですけどここから先は小学校では習いません。
ここからはねなんかね電気を効率的に使うための工夫とかっていうので夜だけ電気をつけましょうとか人が来ないときにエスカレーター止めましょうとかっていうなんとなくねSDGsとかプログラミングで反応させましょうみたいな話になってきちゃうんですけどそうなんです。
で仕組みみたいな話はこの辺で終わって太陽電池は屋根のどの面に東西南北どの面につけるといいでしょうかとかっていう話も出てきてこれで小学校の豆電球から始まった電気の授業はここまでになります。
小学校での電気学習のまとめと中学校への移行
まだその電気そのものの性質とかそういうものには全く触れないわけね小学校だと。
よしやす
そうだから私たちがねなんとなく思っているあの乾電池は1.5ボルトで直列つなぎにすると3ボルトみたいな話は。
かおり
なんとなく思わないそんなの。
っていうのは出てこなくて。
かおり
思わない。
よしやす
直列つなぎにすると電圧が高くなってたくさん電気が出てくるよみたいな話とか熱や音やモーターみたいな運動に使えますよっていうのは出てくるし。
電流には向きがあってモーターは逆向きに回ったりするよとかっていうのが出てくる。
小学校6年生では電気はもちろんね実験でも使うけど家家庭だけではなくて社会のあちこちで電気を使ったものがたくさんあって役に立ってますよっていう話とかそれを省エネルギーするにはどうすればいいでしょうみたいな話があって一区切りになっています。
そうなのでここまでは計算問題も一つも出てきません。
かおり
そうねその電気で引っかかるってそこそこっていうのかなだと思うんだけどね単位とかね。
よしやす
電気が難しいって思うのは多分ここまではわからないもの要は目で見えないじゃないですか電気って。
テコの原理みたいなやつと違って繋がると電球に明かりがつくみたいなことをやるけれども見えないけどとりあえず線が繋がっていたらなんか流れるんだなとか。
よしやす
そういうところまでがわかって発電機っていうので作って磁石ができて電気を使うといろんなことができるっていうところまでが小学校の範囲で少し頑張るとどうやれば太陽光発電の出力が上がるかみたいなとこ考えてみようだったり豆電球とledの効率の違いを考えてみようだったりっていうのが出てきたりします。
次に電気の話が出てくるのは中学校2年生。
かおり
1年生は出ない。
よしやす
1年生はなさそうなんだよね。
中学校2年生になると皆さんご存知の電気の通り道に対してまずはね復習みたいなやつで電気の回路に電流が流れると豆電球がついたりしてスイッチでオンオフできますよとか。
直列とか並列つなぎっていうのを習った後、ここからはですね急に電流は電流の大きさを表す単位はアンペアです。
よしやす
出ました。なんとなく計算問題の予感。
急にまた小さい量はミリアンペアで表します。
1アンペアは1000ミリアンペアです。
あれ?っていう感じになってきて。
A点B点C点を流れる電流の大きさは何アンペアですか?みたいな問題が出てきます。
かおり
算数?
よしやす
これはねまだあれなんですよ。線の中には電流が流れて電流計を入れると電流の測定ができて一つの回路の中でぐるぐるってつながっているところは同じ電流が流れるっていうところまでやってその後この電圧が出てきます。
電圧とは電気を流そうとする働きの大きさのことです。
いいですか?
電気が電流を流そうとする働きの大きさのことです。電圧の大きさを表す単位はボルトです。
もうついていけない。
よしやす
なんとなくねさっきまでの小学生の時と違って算数出てきそうな雰囲気が出てきましたよね。
かおり
あと見えないものを表すわけじゃない?
よしやす
そうです。
中学校での電気の学習（2年生）
かおり
電流も電圧も両方とも見えないじゃない?
電圧は10ボルトぐらいからビリビリ感じることができますけど100ボルトぐらいになるとバチってなってちょっと危なかったりするんですけどなかなか感じるの大変ですよね。
かおり
感じちゃいけないものじゃないってことはね。
よしやす
感じちゃいけないというかはい。
いけないものでしょ。それを表すわけだよね。単位をつけて数字でね。
そうなんかね電流計とか電圧計っていうのをつなぐと分かるらしいよ。
かおり
そうそれ2つとも知らないわけじゃん。見えないわけじゃん。
よしやす
そう2つも見えなくてなおかつ急に出てきます。
かおり
しかもそれでさその後計算させてくるわけでしょ。見えないものと見えないもの同士をさ。
よしやす
そうなんですが計算が出てくる時にはもっと見えない抵抗、電気の流れにくさを表す量を電気抵抗と言います。
電気抵抗の大きさを表す単位はオウムです。
オウムでしょ。オウムはねよく知ってるんだよ。じゃあ何って言われても分かんないけど。
でもこれはもっともっと見えないんですよね。電気の流れにくさの話は。
かおり
そうね。流れにくさってことはだから流れてない時にはカラーあるけど見えないし、流れてる時には流れてるもんね。流れにくくても。
よしやす
なんとこの中学校2年生で電流電圧電気抵抗そして電力。電力は電圧と電流をかけたものです。単位はワットですと出てきて。
かけないでよ。
よしやす
もうねいろんなものをかけたり割ったりするのが出てきてどうなっちゃうのってなります急に。
かおり
なんでかけるのよ。
よしやす
本当であればねとても丁寧にお話をすることができて電気の流れにくさっていうのがあります。電池に豆電球をつないだ時に電池は電気を流そうとしますが豆電球はそれに対抗して電気を流せないとする。
だから無理やり電球の中を電気が通って無理やり通してるので熱が出て明るくなるっていうのがありますと。
たくさん流そうとする力をかければ流れにくさがあってもある程度電気が流れるけどっていう話とか流れにくさを大きくしたり小さくしたりすると流れる電流が変わりますみたいなところを丁寧にやっていかないとなかなかわからないんですよ。
そもそもその流そうとする力の電圧と流す前とする抵抗に対してどれだけ電流が流れるかっていう関係性がこっち大きくしたらこっちが小さくなるんだなみたいなところを体得してから電圧と電流と抵抗の話をしないといけないんですけど
なんとなくいきなり電流は電流計で測れて単位はアンペアですっていうのが出てきて抵抗と電圧と電流の話がこういう関係になってますよっていうところから始まるんだけどもう少し物質というかの性質として文章では言われてるのよ流れにくさと流そうとする力と流れている内容みたいなことを言ってるんだけど
さらさらさらって言われるとなんとかわかんないうちに話が進んじゃうんだよね。でそれがある程度わかったところで電力の話が出てくるんだけど電力の話はまた面倒くさくて電流と電圧をかけなきゃいけないんですけど
よしやす
これは単位時間あたりの仕事量って話になるんですけどこれがねまた他のものにこうなぞらえて話をしてああそういうことねってなってからじゃないと実は体感ができなくてただ単に95%の中学校2年生の人は電力っていうのは電圧と電流っていうのをかければいいんだなぁとしか覚えてなくてそれだけで通り過ぎてしまうんですよね
かおり
通り過ぎてきたよ
よしやす
そうなんです通り過ぎちゃうんです
でここからわかりにくさが始まってっていう風になってきます
ただね小学校の時の回路があると電気が流れます回路を切ると電気が流れません
回路がつながっていると電池が豆電球とかとつながって豆電球に明かりがついたり途中に電気を通すものか通さないものがあります
でぐるぐる巻いた電線に電流を流すと磁石っぽくなります
っていう話と皆さんの周りでは電気っていうのはいろんなものに使われていてこんなことができて電圧とか電流の元になるようなたくさん仕事をさせるにはどうしたらいいかとか電気はためられる
またはそのためたものが放出できるたくさん電気を使うものとあまり使わないものがあるっていうものを小学校の時に習うんですけど
中学校に入った途端急にソロバンを弾くと言ったら変ですけど電圧と電流と抵抗と電力でこれは計算式で計算ができてって言って
なんとなくね計算問題になってしまうんですが本当はね計算問題ではなくて電気が流れにくいとか流れやすいとか流れにくいところに無理やり電流を流すと
熱くなってそれは実は電力と同じことになりますよみたいなことが理解をできた後計算ができると理解がしやすいはずなんですけど忙しいしテストを作るには
なんていうの計算式だけ覚えれば大丈夫になってくるんでそんなことが起こってオウムの法則とかそういう話がテストに出るよって言って習われるということになっています
オウムの法則オウムはねよく知ってるよね目開けちゃう感じだからさあと静電気もちょっとだけ出てきます
中学校2年生になると今までの下敷きが頭にあるむにむにではなくそこから電気ですよって話
あとは右ネジの法則とかねそういうのも中学校2年生で出てくるのでもう大変ですさっきまで電流と電圧だったのが今度は電流がこっちの奥に流れると
磁石はこっちがN極になってみたいな話をしてそこに右ネジの法則とかそういうのが出てきて
ここでフレーミングの左手の法則が出てきたりして
かおり
フレーミングはなんで右も左も両方使うの?
よしやす
左手は電流と磁石からある方向に力が出ますつまりモーターの仕組みを表すには左手を使います
一方で同じ力の方向と磁界の方向と電流の方向っていうので
右手はモーターのつまり磁界の中でどっち側に動くとどういう風な向きに気電力が発生するかっていうのは右手発電機
左手の方は電流を磁石の中で流すとどっちに力が働くよっていうモーターというので右手と左手があります
中学校でみんなが習うんで多くの人がなんとなくフレーミングの左手の法則とか知ってるんですけど
実は中学校では右手の法則は習わないんだよね多分
左手だけだと思うんですよモーターの方だけしか習わないんで
フレーミングといえばどっちの手っていう風に聞いた時にみんなは左手って答えるのかと思ったら曖昧な人が多いっていうのが分かりました
ということで今日は電気の話をしてきました
エンディング：電気学習の振り返りと今後の展望
かおり
右ネジの法則とは言うよね
よしやす
言いませんあれはね右ネジしかないから
右ネジの法則は右ネジの法則だよね
よしやす
そうです右ネジしかないです
電流が流れる方向をネジが進む方向とすると
右ネジを締めるような方向つまりネジをお尻側から見て
時計回りに磁力線が発生するっていうのが右ネジの法則ね
で他にもね右手で人差し指から小指までを次回のにして
親指を電流の方向にするっていうタイプの覚え方もあります
これも右ネジの法則ね
親指立てて人差し指から小指までを握るっていう
かおり
握る?あ、うんうん
よしやす
これも右ネジの法則の覚え方
右手でやらなきゃいけない
かおり
あ、そうか
そうか右手でやらなきゃいけないのか
よしやす
そうだからいいねっていう感じなんですけど
手の形はねとかっていうのがあって
これがね一つ一つ丁寧にやっていけば分からないことはないんだけど
これがいっぺんにやってくるわけですよ
さっきの電流電圧抵抗電力ボルトアンペアオームワットで
磁力線の方向フレミングの左手の法則右ネジの法則
どっちがS極どっちがN極っていうのが
こうね中学2年生で全部出てくるんで
なんだかよくわかんねーなーって
みんな思っちゃうっていうのがあるなと思っています
かおり
えーよくわかんないね
よしやす
ということで
今日は電気基礎の基礎をお話ししてみましたが
苦手意識はなくなりましたでしょうか
それとも変わらないでしょうか
かおり
変わんない変わんない変わんない
むしろあの下敷き頭にゴシゴシ擦り付けて
髪の毛逆立てるよっていう感じだよね
よしやす
そうだよね中学校の時俺坊主だったからな
かおり
えじゃあもうどうすんの
よしやす
ゴシゴシする前から逆立ってるからね
かおり
坊主はスポーツ刈りってこと?
よしやす
それよりも丸刈りに近い感じかな
かおり
その場合は立ってるの
よしやす
そうですね
かおり
どのくらいの頻度で髪の毛切りに行ってたの
忘れちゃいました
よしやす
あのおばさんに切ってもらってたんで
かおり
あーなるほどね
よしやす
はいということで今日は電気の話をしてきました
かおり
はい
よしやす
で冒頭に予告した
生き物超ワールド展のチケットですけれども
メールまたは私たちのウェブサイトのメールフォームから
応募してください
生き物超ワールド展のチケット欲しいと
どこかに書いていただければ私の方でピックアップして
よしやす
抽選の候補に入れます
まだねそんなにたくさん応募が来てないんですが
この番組のチケットプレゼントで当たったことがない方
ぜひ応募お願いします
かおり
はい
よしやす
この配信からだとあんまり期間がないんですが
締め切りは7月18日土曜日中に来たメールです
メールの宛先は
よしやす
またですね私たちのウェブサイト
そんない.com
そんない理科の時間の番組を開いていただくと
よしやす
各エピソードにメールフォームがありますので
そちらに書き込んでいただいても
私たちのところに届きます
ぜひですねメールで送っていただく場合には
ラジオネームをつけていただくと
当選者の発表がしやすいです
よしやす
最初の応募については
送り先の住所などは書かないでください
抽選して当選した方に
よしやす
もう1回送り先を聞くという方式を取っておりますので
最初の応募は
生き物超ワールド10のチケットが欲しいということだけ書いていただければいいです
はい
ということで
今日はこの辺にしたいと思います
なんかね
身近なテクノロジーや身近な理科っぽいことの歴史というのは
いろいろ喋っていけたらいいなと思っているので
今日は簡単に電気の話をしましたけれども
他にもねこんなものの
よしやす
技術の発展についてお話してほしいとかがあれば
そちらもメールをください
かおり
はい
よしやす
ということで
そんな理科の時間
第674回
お送りいたしましたのは
よしやすと
かおり
かおりでした
よしやす
それでは皆さん
次回の配信でまたお会いしましょう
さようなら
かおり
ごきげんよう
どうも
