1 静電気

 よく、下敷きを頭にこすりつけてから上へ持ち上げると、髪の毛が逆立ちます。これは静電気の現象でしたよね。

 今回は、その原理について詳しく学習していきます。

静電気…ふつうは電気を通さない2種類の物質が摩擦によって生じる電気のこと

      電気を通せない物質を、不導体(絶縁体)という。

 ・静電気の仕組み

+の電気と-の電気の数が同じ

=「電気を帯びていない」状態

この2つをこすり合わせると…

ー(マイナス)の電気が移動する!

布:+(プラス)の電気多い→+の電気を帯びている

ストロー:ー(マイナス)の電気多い→ーの電気を帯びている

 この現象は、布とストローをこすり合わせた時に、図のような電気の力(ーと+が引き合う力)がはたらいた!

参考:電気の種類と関係

同じ極どうし→しりぞけ合う

違う極どうし→引き合う

 ・放電…電気が空間を移動する現象。(例 稲妻〔雷〕)

 今回は静電気について学習しました。+とーの電気は、目に見えないので難しいかもしれませんが、図を見てイメージをしっかりと覚えましょう。

2 回路

 小学校で電流とコイルなどを学習済みなので、復習を兼ねて、中学校で新しく詳しいことを学習します。

回路…電流の流れる道すじ・電気の流れのこと

回路図…電気用図記号を使って表した回路

 左のような回路を、回路図にしてみると、右のようになります。

 これが書けるようになりましょう。

(これは実際、高校の入試に出たレベルのやつです。)

電気回路記号

電池(電源)

短い方がー、長い方が+

スイッチ(OFFの場合)
※ふつうはこれを使います
スイッチ(ONの場合)
豆電球
電流計
電圧計
抵抗器
電線(つながってない)
電線(つながっている)

 回路図は、いきなり見ると難しく感じるかもしれませんが、1つ1つの回路の記号を覚えて、何回かやっていくと、結構できるようになります。

〇電流…電気の流れ

  単位 A(アンペア)、mA(ミリアンペア) 1A=1000mA

  電流計ではかる つなぎ方:直列につなぐ 

〇電圧…電流を流そうとするはたらき

  単位 V(ボルト)

  電圧計ではかる つなぎ方:並列につなぐ

3 電流計・電圧計

電流計…直列につなぐ
電圧計…並列につなぐ

〇目もりの読み方

-端子  5Aのとき…3A

     500mAのとき…300mA

     50mAのとき…30mA

  ※つないだ-端子に合った数値で読む

※電流・電圧の大きさが分からない場合は、一番大きな-端子につなぐ(図にある「つなぐ順番」のとおり)
(理由)針が振り切れて電流計が壊れるのを防ぐため。

〇直列回路と並列回路

〈直列回路〉枝分かれなし

直列回路
電流の強さ I=I1=I2(一定)
電圧の大きさ E=E1+E2(和)
(回路全体の電圧)

〈並列回路〉枝分かれあり

並列回路
電流の強さ I=I1+I2(和)
電圧の大きさ E=E1=E2(一定)
(回路全体の電圧)

4 抵抗

 抵抗…電流の流れやすさ・流れにくさのことをいいます。

(電気抵抗) 単位 Ω(オーム)

  抵抗  小  →電流  大   導体 例)金属

(じゃまが少ない)(流れやすい)

  抵抗  大  →電流  小 …不導体(絶縁体) 例)ガラス,ゴム

※オームの法則

「電熱線に流れる電流は、電熱線の両端に加わる電圧に比例する(電圧が大きくなる→電流も大きくなる)」関係のこと


\( \displaystyle A=\frac{V}{\Omega} \)

\( \displaystyle 電流(A)= \frac{電圧(V)}{抵抗(\Omega)}\)

      
※単位に注意 
 mAはAに直す。1A=1000mA

(例題)(1)10Ωの電熱線に8Vの電圧を加えると何A?

\( \displaystyle A=\frac{8V}{10\Omega} =0.8(A)\)

    (2)12Vの電圧に500mAの電流がある。何Ω?

\(500mA→0.5A\)

\( \displaystyle 0.5A=\frac{V}{24\Omega} \)

\( V=0.5A \times 24\Omega =12(V)\)

《オームの法則の利用》

(1)直列回路

電流…一定 電圧…和
合成抵抗 R=R1+R2
(回路全体の抵抗)一番大きい

(2)並列回路

電流…和 電圧…一定 一番小さくなる

合成抵抗      \( \displaystyle R= \frac{R1R2}{R1+R2}  (\frac{積}{和})\)
(回路全体の抵抗)

5 磁界

(1)磁石のまわりの磁界

・磁石の力を磁力

・磁力のはたらいている空間を磁界

・磁針のN極がさす向きを磁界の向き(N→S)

・N極のさす向きにそってかいた曲線を磁力線

(2)電流のまわりの磁界

※ 磁界の強さ

・電流の強さが強いほど

・導線に近いほど   ⇒磁力が強い

(3)コイルのまわりの磁界 

右手の法則

※大切!※

磁界の向きを逆にする方法         

・電流の向きを逆にする           

・コイルの巻く向きを逆にする        

磁界の強さを強くする方法

・コイルに流す電流を強くする

・コイルの巻き数を多くする

・コイルの中に鉄心を入れる

(4)電流が磁界から受ける力

電流が磁界から力を受けている為導線は動く

→モーター(電動機)、スピーカー

フレミング左手の法則

電流の向き逆→力の向き逆
磁界の向き逆→力の向き逆
電流 強→力の大きさ 大
磁界 強→力の大きさ 大

6 電磁誘導

コイルの中の磁界が変化して、電圧が生じ、コイルに電流(誘導電流)が流れる現象

※誘導電流は磁界の変化の速さが速いほど大きくなる

(1)N極を近づける
(2)N極を遠ざける

近づける→同じ極


遠ざける→異なる極

(1)(2)で電流の向きが逆

(3)S極を近づける
(4)S極を遠ざける

(3)(4)で電流の向きが逆

7 電力(消費電力)

→1秒間における電気の量 単位:ワット〔W〕(1kw=1000W)

   ※電力(W)=電圧(V)×電流(A)        参考:電力量〔Wh〕=W×時〔h〕

 ・1Wは1Vの電圧で1Aの電流が流れる        

(例題)①4Vの電圧を加えたら2500mAの電流が流れた

    電力(W)=4×2.5=10W

   ②「100V-600W」

100Vの電源につなぐと1秒間に600Wの電力を消費する

    →電流 600÷100=6A

8 電力と熱量

     電熱線に電圧を加えて電流を流すと、電熱線は発熱する量

    単位:ジュール〔J〕又は1W秒

 ※発熱量〔J〕=電力〔W〕×時間〔秒〕       参 発熱量=0.24×W×秒

  ・1Wの電力を1秒間使用した時に         〔cal〕

発生する熱量を1Jとする              カロリー

   ポ 発熱量                      1J=0.24cal=1W秒

     水の温度上昇 電力に比例         (1cal=約4.2J)

              水1gの温度を1℃上げるのに必要な熱量

中2理科へ→