簡単実験例を紹介します。

                                              

  生徒全員がきちんと体験できる物を集めますが、単に「体験重視」するだけではなく

 それなりの『定量実験』としても 耐えられるようにしていきます。

 

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 電球の電流ー電圧特性

 

 091029Lump-1.jpg 

 

   ここに載せるほどの物ではないのですが,10分での教卓実験で済ませることが出来ます。

 少人数の場合,生徒に電圧調節をさせるとともに,測定も生徒にさせることで実験した気持ちにさせることができます。   本当はこういうやり方は嫌いなのですが・・・・ 

 

今回使った電球は,6V 8Wのものです。数ボルトで光り始めます。規格ではたしか,3倍の18V程度まで耐えられる??? ので,この電源装置では目いっぱいの電圧近くまで実験できそうです。

 

 現任校では数は少ないものの非常に立派な機械があり,今回も写真のように結構大電流まで使える電源装置があるのでチェックがてらに使ってみましたが,低電力の豆電球を選べばこんな大きな電源装置は必要ありません。

 

 電球は確か定格電圧の1/3程度で光り始めると記憶しているのですが,3Vで左の写真のように光り始めています。

 

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  9Vではかなりまぶしくなっています。フィラメントがかなり高温になっているため,色は「白」くなってきています。さらに電圧を上げていくと18V少し手前でフィラメントが切れてしまいました。

 (*もう一度やったときには13V弱で切れました)

 

 6Vでは規定の電圧でも電流は少し小さめにっています。 6V 1.1A 6.6W

 

 

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  タングステンの性質を見る  

  

 教科書では電流ー電圧特性のグラフを書いて,非オームになっていることを見せるのが目的となっていますが,ガラスを割り,フィラメントの抵抗を測りながらバーナーで加熱して抵抗値の変化を見せるほうが実感は大きいですね。抵抗率の温度計数がかなり大きいことを直感できます。

 

 比較として,ニクロム線で同じことをするとほとんど抵抗値が変化しないことも実感できます。

 

 ついでに,グラファイト(鉛筆の芯)でやると加熱とともに抵抗値が小さくなっていくのが確認できます。

  → (半導体)

 

 また,タングステンは非常に硬く,融点も高い金属ですが,こと酸素との出会いとなると非常にもろい点があります。電球のガラスを割って電流を流してやるとしっかり 「燃える」 ことが確認できます。

  

 ついでに,電球に抵抗を直列に接続し,非オーム抵抗の接続の実験もやってみました。グラフで問題を解くのが苦手という生徒が増えているようですね。

 

  

 

 

 この手の実験・観察は以前から良く見せていましたが,電球のガラスが少し黒くなることに気がつく生徒はあまり多くはありません。

 よく見るようにいって確認させると,時折「すすがついた」という生徒もいます。