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回路カードは，兵庫県にある「かがく教育研究所」の森本さんが勢力をつぎ込んで開発された教材です。昨年から何人かの先生方が授業に取り入れるようなり，評価が高まりつつあります。
私も，先日ある大学の教育系学部の1年生の特別授業に使用しましたが，学生たちは小学生になったつもりでしっかり取り組んでくれ，普段体験できないことができてよかったと好評でした。
写真左は 回路カードの表，右は 裏面です。一通りの説明が書かれているのですが，小学生でも（だから ですが・・・）説明を見ずに工作したしまう子も多いそうです。サイズはB5で，厚紙でできています。
2013.05.28
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別紙の 説明書と，付属品です。
5色のプラスチック クリップは 回路を組み立てる際に使用します。
下にある長方形の物体は， 導電テープ （銅箔の粘着テープ）で，
回路カードの 基本かつ最重要パーツです。これを必要な長さに切り，台紙とな厚紙に張り付け，回路を作ることになります。
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カードの各パーツを切り取り，銅はテープを貼り付けます。一部，細かい工作があるのですが，子供たちより学生や大人のほうがどうするのかわからないといって困るようです。
森本さんが結構勢力を注ぎ込んだものの一つが 電池ホルダー です。
ここは，プラスチック製の製品を使いたいところですが，経費が高くついてしまうのと，どうしてもはんだ付けが必要となってしまうため，このような形態になったそうで，たいへんよく工夫されています。 |
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では，実験開始。
まず，小学校でも 基本はここから。 豆電球を光らせる回路を作ります。
少し工夫すると 電球ホルダー自身にスイッチの機能を付けることもできます。 |
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実験をあまりしたことがない人（大学生や教員も）では，
豆電球の直列接続
にチャレンジしてください，というと困ってしまうことが多いようです。 |
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同様に， ふたつの豆電球を 並列にして ・・・
これは，さらに困るようです。
こういった実験の好きな小学生は全く困らないようです。 |
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基本構成には 入っていないパーツで，追加実験です。
LEDを光らせてみましょう。大学生でも，文系の場合LEDには向きがあることがわからないようです。
なかには，点かないので 「これ，切れていまます」と，・・・ |
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これも，追加実験です。 森本さんは 懐かしの マブチモーターで
モーターを回してみよう，という取り組みをしていますが，高くつくため，先日大阪のパーツ屋さんで見つけてきた，「振動モーター」をつかってみました。
ただ，小さすぎて台紙への取り付けがやや困難に |
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これは，別の実験用の プロペラを付けたモーターによる実験です。 |
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これも，慣れない人にはむずかしいようですが，
電池の並列接続
です。 |
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今度は
電池の直列接続
です。
すぐ，電流を止めないと 豆電球（1.5Ｖ 0.3Ａ）が切れてしまうことがあります。
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次は新開発です。
はじめ、自己誘導などもっと大きい装置でやるものだと思い込んでいたのですが、こんな小さいコイルでも可能であることがわかり、回路カード用にしました。
テスト用なので、ハンダ付けしています。 |
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以下追加説明あり。 20150922
このコイルは、電源部に使用される「ラインフィルター」で直径20ミリ弱の小型で、ひとつ50円程度です。巻いているコイルもそのまま使います。
コイルにLEDを直列につなぎ、スイッチでLEDを短絡した後、スイッチOFFの際に、溜め込んだエネルギーを吐き出してもらうわけです。
※ この方法だと，LEDは順方向で電流が流れている状態です。LEDの左にあるの
がスイッチで，これを押すとLEDが短絡されコイルに流れる電流は非常に大きく
な ります。電池の短絡状態になるため，すぐスイッチを放してください。
そのとき，LEDが一瞬光ります。緑でも，青でもしっかり光ります。
左の写真では、赤色LEDですが、黄色や、緑、青、白 で実験します。スイッチを操作しないとLEDは点灯しませんが、こんな小さなコイルでもしっかり自己誘導が起こることを実感できます。
ぜひ、やってみてください。
また，LEDを逆方向にし，コイルとスイッチの位置を交換しても同じことができます。
これはさらに、発展版を開発中です。こう、ご期待です。 |
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1個50円では高すぎるということで，手巻きしました。細いエナメル線をサインペンのようなものに巻きつけ，糸で縛ります。50回程度で十分です。
この程度でうまくいくとは予想していなかったので，すごくうれしかったですね。 |
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次にできたのが，「相互誘導」です。以前はACアダプタなどのトランスを利用していたのですが，大きくてさすがに回路カード用に使用できません。
そこで小さなトランスを物色していたのですが，とあるところで偶然こんなコイルを見つけ，すぐに購入して試してみました。
本来は2000Vの高電圧インバーター用のもので二次コイルの巻き数が非常に大きくなっています。 私の好みで行くと この高電圧を 体感させるのが一番よいのですが，ネオン管を光らせることにしました。
写真左が ネオン管 です。 放電開始電圧は ほぼ80,Vです。 |
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もうこんなものを知っている人が少なくなっていますし，購入するのも困難になりつつあります。古い学校にはたいていあると思うので見つけた人は捨てないようにしてください。
2枚の放電版のどちらが光るかで，極性を調べることも可能です。 |
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右の太いほうが，一次コイルです。左の二次コイルの巻き数を調べたいところですが，すごく根気が必要なのでやりたくありません。 しかし，教科書で学習するように電圧比が巻き数比になっているので，一次コイルの巻き数を調べれば大体のところはわかります。
コイルの端の電極の様子が見えないので，見えるようにして欲しいというリクエストがあったので，何とか工夫してみます。 |
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次はこのコイルです。コイルが作る地場の向きを観察させようというものです。材料選びをしくじり，光って内部があまりよく見えないという状態のため，もう少し工夫します。 |
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もう説明の必要はないでしょうね。 |
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電流を流していない状態です。外と中の磁石の向きが同じになっています。
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電流を流した状態です。磁石の向きが異なりますね。
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どうでしょうか，できることはこれだけではないと思います。全パーツをそろえても500円程度で，一人ひとつの実験もできそうです。
是非，森本さんに ご相談を
ファラデーラボ も見てください。
※ LEDを使うと，さらにいろいろ 発展実験をすることかできます。
例えば，LEDと豆電球を 並列に 接続すると どちらも点灯するのです
が，
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