電気回路のモデル

カテゴリー：
物理教育

対象：
小学校　第４~６学年
中学校　第２学年

＜Analogy＞
豆電球 = 水車（豆電球の明るさ＝水車の回る速さ）
乾電池 = 水をくみ上げる男の子
電気 = 水
電流 = 水流
電圧 = 水の高さ


■Model-1 単純回路■



■Model-2 単純回路（電池切れ）■
電池の残量＝０は、男の子が疲れてダウンすることで表す。



■Model-3 電池の直列接続■
２人の男の子が縦に配置されることで、水を高いところに持ちあげることができる（電圧を高くすることができる）。
その結果、水量も増え、水車の回り方が速くなる。



■Model-4　電池の並列接続■
２人の男の子が横に並んで作業すると、持ち上げられる水の高さは、一人の男の子の場合と同じなので、水車の回る速さに差はない。しかし、２人で作業できるので、疲労が少なく長時間続けて作業できる（電池の持ちが良い）。



■Model-5　豆電球の直列接続■
２個の水車が１本の管に入っているので、水の流れが悪い（水車＝抵抗）。その結果、水車の回転は遅くなる。



■Model-6　豆電球の並列接続■
下に水を落とす管が２本あるため、次々に水をくみ上げないと水車が回り続けることができない。
その結果、男の子の仕事が増え、すぐに疲れてしまう。水車の回り方は、豆電球・電池が各１個の場合と同じ。