電流のはたらき～シャープペンの芯は、光るか？（シリウス）

2025 11/21

はじめに

こちらの記事は、静岡県で30年間以上続く教員サークル、シリウスのホームページに掲載されている教育実践法の一つをご紹介しています。

電流による発熱

コイルに電流が流れると発熱することは、遊んでいる中ですぐに気がつく。そこで、この発熱現象を驚きを持って観察させるためにシャープペンの芯を使った実験をした。

発問１　これまでエナメル線に電流が流れると、エナメル線は熱くなりましたね。このようなしくみを使って、私たちのくらしの中に使われている電気製品がたくさんあります。どのような電気製品があるか知っていますか。

子ども達は、自分の家にある電化製品を思い浮かべながら、次のものをあげた。
・ヘアードライヤー　　　　→　熱い風を送って髪を乾かす
・電気釜　　　　　　　　　→　水を沸騰させて、米を炊く
・ホットプレート　　　　　→　プレートを熱くして、焼く
・発泡スチロールカッター　→　発泡スチロールを自由に切る
・白熱電球　　　　　　　　→　エナメル線を光らせて、明るくする

指示１　発泡スチロールカッターを作ってみよう。

子どもたちは、大変喜んで発泡スチロールカッターを作った。いつもは扱いにくい発泡スチロールがおもしろいように切れていく。いろんな形を切り抜いては楽しんでいた。自分のイニシャルを作っている子どももいた。

シャープペンシルの発熱と発光

発熱を体験したあとに、発光現象について考えることにした。

発問２　シャープペンの芯に電気を流したら、シャープペンはどうなると思いますか？

ふだん使っているシャープペンの芯が光る？これまで考えたことのなかった、質問に子どもたちは迷った。

＜熱くなる＞　　　３人
・エナメル線ほどではなくても、ほんの少し電気を通して暖かくなる
＜こなごな＞　　１３人
・シャープペンの芯は電気を通さない。だから電気が詰まって爆発する。
＜変化なし＞　　　６人
・電気は通らないと思うから、別に何も変わらない。芯は鉄でないから。
＜溶ける・燃える＞３人
・シャープの芯は電気に耐えられなくて、燃えてしまうと思う。
＜赤くなる＞　　　２人
・シャープペンの芯は炭と似ていて、炭も燃やすと赤くなるから。
＜光る＞　　　　　２人
・ニクロム線に電気を流しているときも、赤く光ったから。

そこで、下の図のように回路を組んで、教師実験をおこなった。スライダックス（変圧器）の目盛りをだんだんあげていくと、シャープペンの芯は次第に輝いてきた。「オー」という子どもの歓声が聞こえてきた。最高に輝きを増したところで、芯が途中で切れ落ちてしまった。

説明２このようにたくさんの電流が流れると、回路を作っている線は熱を持ったり、輝いたりします。私たちはこのことを生活の中でうまく利用しているのですね。

最後に、電磁石のしくみを応用した技術として、リニアモーターカーの作り方を紹介した。興味のある子が家で作ることができるものである。