光電池の工作

質問

小学４年生で光電池を学習しました。
光電池でプロペラを回すのは周知のことです。
しかし、それでは回る速さの違いが何となくでしか分からない。
そこで、協力してください。
視覚的に、光電池の発電量が分かるものを作りたいのですが、何かアイデアをください。
材料は子どもが使うものなので…
あまり高価なものは買えませんので…

回答No.9

tetrarch · ベストアンサー

No.５＋７です。回答と違いますが私なりの考えた結果です。
やはり、リアルタイムでやるには質問者さんが考えた方法かテスターかと思います。
他に考えられるのは電球の発展系で、発電量のある地点ごとにランプが点灯するものが考えられます。
例として、最大が１６Vとして、４Vを超えたら一つランプが点灯、８Vで２つ点灯、１２Vで３つ、１６Vで４つというものです。難点は回路を組むのでやったことがないと難しいのと、最大を知らないといけないのでテスターが必要と言う矛盾したことです。
小４ですのであまり難しくなく、みんなが原理を理解でき、かつ一工夫しているのがベストと思いますので、
＞パイプを立ててその中にプロペラと球を入れる。
発電が強いと球が上に上がり弱いと下に下がる。
でいいと思います。これだと、透明のアクリル管と発砲スチロールの玉ぐらいなのかな。あとは、管と玉の隙間の関係で微調整が必要なことくらいですかね。あまりぴったしだと飛び出るし、ゆるゆるですと浮かないですから。
室内でやるなら、透明でない安いパイプでパイプの上に玉が浮かぶ方法もあります。管を細くして、玉も軽いのであれば出来るかと。

回答No.10

sanasan

小４ぐらいなら、、、
ゃゃこしいものもなんなので
プロペラに色を付けてみればどうですか？
色がキレイに混ざれば早く回っているのですし、
違いが分かりやすいと思います。
曖昧でスミマセン・・・

回答No.8

silverbear

Ｎｏ１，６です。
つまり、あなたは学校の先生かなにかで、子供たちが見ていて面白い実験をしたいということですね？
じゃあ、とりあえず思いついたところで。

磁石の穴と同じぐらいの太さの棒とリング型磁石とエナメル線と土台（粘土とかでもＯＫ）を用意します。

まず、棒の端っこにエナメル線を巻きます。ちょうどいい巻き数は自分でいろいろ試してみてください。

リング型の磁石の穴にを棒に通します。（↓ネオジム磁石は強力ですよ。）
http://www.kinkimagnet.com/permanent/neogim/parts.html

エナメル線を下に、磁石を上になるように土台に固定します。

エナメル線に電流を流します。
すると、電流に応じてエナメル線は磁石になりますので、恐らく磁石は宙に浮くでしょう。
もし反発しなかったら電流を流す向きを逆にしてください。
うまく細工をしてエナメル線の中心に鉄心を入れる事ができれば磁力は強くなると思います。

事前にテストして棒に発電量を書いておけばメーターにもなると思います。

太陽電池の出力電流や巻き数によっては重すぎて浮かないかもしれません。
軽い磁石にするとか、磁石を固定してコイルの方を浮かすとか、巻き数を増やすとか減らすとか、いろいろ試行錯誤してみてください。

回答No.7

tetrarch

no.5です。
＞自分で探したものとしては、パイプを立ててその中にプロペラと球を入れる。
発電が強いと球が上に上がり弱いと下に下がる。
そうすることによりリアルタイムで発電量が分かると考えます。
なので、このアイデアのような他の工夫はないかなともっているのです。
デジタルの電流計が高いので（３萬は出せないです）
　これって間違いかもしれませんよ。モーターの回転数を上げる要素は電流より電圧に作用されると思いますから、電圧計かと。
豆電球と同じで、２本の乾電池を直列につなげると電圧が高くなりよく光る。並列につなぐと電圧は一本と変わらなく光も同じ。これって小学校くらいでやりましたよね？
発電量がどういうものを指すのか難しいですが、発電量（ワット）＝電圧×電流ですので両方いるかと。

何とな～くの予想ですが、自由研究みたいですね。一日の発電量の内どの時間が高いみたいなやつ。

補足

ハイ夏休みの自由研究です。
教室に置いておいて、「今上がった、あ！下がった。」というようなワクワク感をもたせたいと思っています。
なので、比較実験はなくリアルタイムさが必要です。
たしかに、デジタルテスターの安いのがありました（私の探す能力が低かったです）
でも、それ以外の方法を求めています。

回答No.6

silverbear

>デジタルの電流計が高いので（３萬は出せないです）
なんとかしたいのです。

Ｎｏ１です。
電流計でいいんですか！？ならテスターでもいいですよね？（ちなみに３万と言うのは何処から？？）
http://www.rakuten.co.jp/seasonproshop/465962/465964/
この一番下のやつは５１５０円

http://www.rakuten.co.jp/seasonproshop/465962/610674/
この下のほうの奴は電圧しか計れませんが、３１２９円
電流を測るなら抵抗を直列につなぎ、両端の電圧を測れば計算できます。

http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?c=tester&s=popularity&p=1&r=1&page=
秋月電子では破格の値段で売ってますね。
アナログマルチメータ Ｍ１０１５Ｂ だと６００円です。

http://www.yodobashi.com/enjoy/more/i/35037551.html
電気屋さんにも置いてることが多いと思います。
ヨドバシカメラだと３３６０円。

回答No.5

tetrarch

プロペラを回すということはモーターなどに付けると言う事ですね。
プロペラを縦に置いて一つの羽の先端に重りをつける。この重りをどれくらいの重さまで持ち上げられるかで力が分かります。５００ｍｌのペットボトルを重りにすれば、水の量で簡単に重さが変えられます。（軽いとぶんぶん回って危険なので気をつけてください。）
これはトルクと言って、モーターの性能やエンジンなどでも使われているものです。
下にトルクをそれらしきに説明しているので載せときます。
発電した電気がどのくらいの力があるのかで、重りの重さで視覚と言うより数値的に分かります。
単純な例では発電した量で１ｋｇ持ち上がった。２倍発電したら２ｋｇ持ち上がった。このようにはっきりと分かります。
必要なものは、今あるもの＋ひも・ペットボトル・水くらいかな。プロペラとモーターの軸が滑っているようなら、接着した方が良いですよ。

参考URL：

http://www.asahi-net.or.jp/~jh9h-sgur/word/torque.htm

回答No.4

asaka3

追加です。

普通の豆電球は、光電池の電力では
ほとんど明るくなりません。
明かりでしたら、発光ダイオードを使う方が
はっきりと明るくなります。

補足

いろいろとアドバイスありがとうございます。
ただどれも視覚的に何となくというものなきがします。
最初の方のように、できれば数値化のようなもので、今時点の発電はどれくらいでというものが作りたいです。
自分で探したものとしては、パイプを立ててその中にプロペラと球を入れる。
発電が強いと球が上に上がり弱いと下に下がる。
そうすることによりリアルタイムで発電量が分かると考えます。
なので、このアイデアのような他の工夫はないかなともっているのです。
デジタルの電流計が高いので（３萬は出せないです）
なんとかしたいのです。ご協力を…

回答No.3

asaka3

視覚的にはっきり見せるには、
回したときにどれだけの仕事をするかを見るのが
合理的だと思います。
１０秒間で走るソーラーカーの距離とか、
滑走路から飛び出させて飛ぶ距離とか、ジャンプ台とか、
プロペラ飛ばしをして、飛び上がる高さとか。
そういうのは授業でやったとは思うのですが、
何となくではない比べ方でやってみたらと言うことです。
ちなみに工作にするのなら、車系は光電池を載せなければなりませんが、
プロペラ飛ばし系は、光電池と繋いだモーターの軸から、
プロペラだけ飛んでいくのでテスターっぽくできるかも。

光電池は、温度が上がると起電力が落ちますので、
あまり長く日光のもとに置き続けて比べても、
条件がそろわないような気がします。
違いが見たいのなら、光電池の温度という条件が
そろうようにしなければなりません。
長くない時間で条件をいくつか続けてやるか、
同時に、せーの、でやるかしないと、
回る速さの違いは比べられないと思います。

あと、視覚的でなくても良いならば、
くだもの電池などで使うメロディーICもいいですよ。
明らかに音の大きさが違いますし、
小さい電圧でも音がします。

ちょっと漠然としてしまいましたが、
授業でやったことをうまく生かす方向で、
ちょっと考えてみました。
４年生でも、原理が分かるものの方が良いのですよね？
ちょっとでも参考になればよいのですが。

回答No.2

sai1989

普通の豆電球を使うのではダメでしょうか？
視覚的には一番安価でわかりやすいのではないでしょうか？
また、別の方法でしたら、キットでもあると思いますがソーラーカーで、速さを測るとかはどうでしょうか。子供達もおもしろいのでやる気もでると思います。＾＾

回答No.1

silverbear

電圧計を使えば一発なんですが、それじゃあ駄目なんですよね。
ちなみにテスターは３０００円程度で買えるかな？と思います。

じゃあコイルを作って磁石の間に入れてコイルが動く角度を測定するとか。
http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~eiymoti1/gijutu/shiryo/electricity/freming.html
これは電流計の原理と一緒かと。

もっと簡単にいけるかな?と思うのは、太陽電池とモーターか電球を接続して、その配線上に方位磁針を置いて、方位磁針の向きが変わる角度を測定するとか。