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電気回路(小学4年)

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時短学習のポイント

はじめて理科を子供に教えるときはどうやって教えていいか悩むことが多いですよね。イラストを使うと楽なのですが、なぜそうなるのか因果関係について我々親もあいまいなままできちんと言語化ができておらず、子供を教えるときに余計混乱させてしまった経験がありました。そこでまず電気回路については豆電球の明るさの5つルールをきちんと押さえ、そのうえで電気回路の問題を多く解き、5つルールに従って間違った問題と曖昧だった問題の理由を説明を子供にしてもらうということをすると記憶に頼らずしばらく時間が経ったとしても理屈をおさえているので忘れしにくく対応ができるのかなと思います。

【ルール①】
 直列で電池をつなげる=電流を流す力がUP!

ここで電流を流す力をロールプレイングゲーム風に言い換えると攻撃力になります。直列で電池を3つつなげた場合には1つの電池で電流を流す力を1つとすると3倍の攻撃力になるということになります。

<電池1つの場合>

  

電池1つで攻撃力×1
電池が直列で3つの場合は攻撃力×3

【ルール②】
 並列で電池をつなげる=電流を流す力は変わらない

これ意外に思われる方も多いかと思いますが実はいくらたくさん並列で電池をつなげても、1つの電池で電流を流す力を1とすると電流を流す力は1のままなのです。しかし、こんなにたくさん電池があるのに何にもパワーアップしないの?と不思議に思うかもしれません。並列で電池をつなげた場合には電流を流す力は1のままの大きな電池に合体した、つまりRPG風にいうと電池のHP(体力)が電池の個数倍にふえたということになり、1つの電池のときよりも電池のHP(体力)の残量がたくさんあるというイメージになります。

【ルール③】
 豆電球は電流を邪魔する力を持っている
 豆電球が直列で2つあれば邪魔をする力は2倍になる
 

電気回路上の豆電球は電流の力を弱める働きがあります。直列で豆電球が2つある場合は電流を邪魔する力も2倍、豆電球が3つあればその邪魔する力も3倍になります。

<豆電球1つの場合>

    ↓

豆電球1つで防御力×1
豆電球が直列で3つの場合は防御力×3

【ルール④】
 豆電球を並列でつなげた場合
 並列で豆電球をつなげた分だけ邪魔する力が弱くなる

ここが間違いやすいのですが電流の力の邪魔をする豆電球の力は直列だと電池と同じく豆電球の個数分、電流を邪魔する力(防御力)が個数分倍になります。しかし、豆電球が並列の場合はその邪魔する力(防御力)が分散されるので豆電球の並列の個数分弱くなります。

(例)
豆電球が2つ並列の場合は豆電球が電流を邪魔する力(防御力)が1/2になります。また、豆電球が3つ並列の場合はその邪魔する力(防御力)は1/3となるということになります。

【ルール⑤】
 電流の大きさ=電池の力(攻撃力)÷豆電球の力(防御力)

                  電池1つと豆電球1つの回路図

    

電池1つの力÷豆電球1つの力=攻撃力÷防御力

━━━━━━━

ポイントは上(分子)は攻撃力、下(分母)は防御力です

電池の1つの力=攻撃力×1=1
豆電球1つの力=防御力×1=1

電池の力1÷電球の力1=攻撃力1÷防御力1=
⇒電流の大きさ1

 以上が豆電球の明るさの5つのルールになります。

 このルールを覚えて回路図の問題を多く解き、間違うことで回路図の仕組の理屈が身につくと思います。複雑な回路図もこの考え方で対応できるのでどんどん問題を解いてたくさん間違って脳に刺激を与え短期間で記憶の定着につなげると効率がよい勉強方法になると思います。

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