Have you ever wondered about the difference between batteries and electricity from wall outlets, or how to make a circuit?
You’ll learn about electrons and electrical current, batteries, circuits, and more on this page!
Circuit Science Projects
Build a Circuit
How to make a circuit? A circuit is a path that electricity flows along. It starts at a power source, like a battery, and flows through a wire to a light bulb or other object and back to other side of the power source. You can build your own circuit and see how it works with this project!
What You Need:
- Small light bulb (or a flashlight bulb)
- 2 batteries (with the correct voltage for your light bulb)
- 2 alligator clip wires or aluminum foil*
- Paper clips
- Electrical tape (Scotch®tape also works)
- Bulb holder (optional)
- Battery holders (optional**)
*To use foil instead of wires, 長さ6cm、幅3cmの短冊を2本ずつ切る。
** バッテリーホルダーの代わりにペーパークリップを使用する場合、ペーパークリップの片方を細いテープでバッテリーの両端に貼り付けます。
パート1 – 回路を作る：
- 各ワイヤーの一端を電球ホルダーの土台にあるネジに接続します。 (ホイルを使う場合は、ホイル片が入る程度にネジを外すのを大人に手伝ってもらいましょう。)
- ワイヤーの自由端を電池のマイナス(「-」)端に接続します。
- もう一方のワイヤーの自由端は、バッテリーのプラス (「+」) 端に接続します。
パート 2 – 電源を追加する
- 回路から電池を取り外します。 一方の電池を「+」の端が上になるように立て、もう一方の電池を平らな「-」の端が上になるようにその横に置きます。
- 電池を挟んでペーパークリップをセットし、一方の「＋」端と他方の「-」端をつなげます。 細いテープでペーパークリップを固定します (金属製の電池の端にテープを貼らないでください)。
- 電池を裏返し、ペーパークリップの一端をそれぞれの電池にテープで固定します。 これで、各ペーパークリップに1本のワイヤーを接続することができます。 (電池パックの底にはペーパークリップが 1 つしかないはずです。ワイヤーを接続しないでください。)
- ワイヤーの自由端を電球に接続します。
（注意：1～3 の手順の代わりに、電池ホルダーに 2 つの電池を入れて 1 本のワイヤーで接続することもできます。)
何が起こったか
前半では、電池を使って電球を点灯させる回路の作り方を学びましたが、
電池は電気を供給します。
電池は電気を供給するもので、正しく接続すれば、懐中電灯や目覚まし時計、ラジオ、ロボットなど、さまざまなものに電力を供給できます。
電池の電気は、片方の端（マイナス）から流れ出し、プラス（＋）から戻ってこなければ動きません。
手順3で電池、針金、電球を使って作ったものは開回路と呼ばれます。
電気は、電子と呼ばれる負の電荷を持つ小さな粒子によって発生します。
回路が完全、つまり閉じていると、電子は電池の一端から電線を通り、電池のもう一端までずっと流れていくことができます。
第2部では、電池をもう1つ追加しましたね。
電池パックの底にペーパークリップを挟むことで、電池の間に電気が流れ、電子の流れが強くなります。
閉回路と開回路が、電気を流したり止めたりする仕組みがわかりますか？
絶縁体と導体
電気が流れる物質は、導体と呼ばれています。
家の中のどのものが導体で、どのものが絶縁体なのか、前回のプロジェクトで作った回路を使って試してみてください！
電気が流れるか流されないかは、電気が流れるか流されないかで決まります。
必要なもの
- 電球付き回路 & 電池 2 個
- ワニ口クリップ ワイヤー（またはアルミ ホイル ワイヤー*）
- テストするもの（金属、ガラス、紙、木、プラスチック）
- ワークシート（オプション）
何をするのか:
- テストするもの
- 電球を使う回路 &
- バッテリー パックからワイヤーの 1 つを取り外します。 新しいワイヤーの一端をバッテリーに接続します。
- あなたは回路を開いたので、電球は点灯しないはずです。 次に、物体が導体であるか絶縁体であるかをテストします。 物体が導体であれば、電球は点灯します。 絶縁体であれば、光りません。
- 自由なワイヤーの端をオブジェクトに接続し、何が起こるか見てください。 ペーパークリップ、はさみ (刃と柄を別々に試す)、グラス、プラスチックの皿、木のブロック、お気に入りのおもちゃなど、思いつくものを試してみてください。
電球が点灯するのは、導体が回路を完成させ、電池から電球に電気が流れ、また電池に戻るからです!
手順1で回路を組んだとき、その回路は開回路でした。
手順1で回路を組んだときは、オープン回路でしたね。
2本の電線の間に金属製の物体を置くと、その金属が回路を閉じたり、完成させたりします。 回路を完成させた物体によって、電球は光ったのです。 その物体が導体です。
プラスチック、木、ガラスなど、他のほとんどの材料は絶縁体です。 開回路にある絶縁体は、電子が流れないので、回路を完成させないのです。
電線やワニ口クリップを使っている人は、よく観察してみてください。 中は金属でできていますが、外側にプラスチックが巻いてあります。 金属は良い導体です。 プラスチックは良い絶縁体です。
回路科学のレッスン
電気とは
あなたの周りのものはすべて、原子という小さな粒子でできています。
電子が動くと電気が発生します。
電気とは、ある原子から別の原子への電子の移動または流れのことです。
電気とは、ある原子から別の原子への電子の移動または流れのことです。
電子は素粒子と呼ばれ、彼らが行っていることは原子の中で起きていることなので、これはかなり複雑な科学です。
磁石について学んだことを覚えていますか？ 磁石にはプラスとマイナスの電荷があり、反対の電荷（「+」と「-」）は互いに引き合うようになっています。 さて、電荷も同じです。
電子はどのように原子から原子へと移動するのでしょうか。
電子は、押されるのに十分な電気エネルギーを受け取るまで、原子の周りを漂っています。
これは、蛇口をひねるとホースから水が流れるのと同じような仕組みです。
スイッチを入れたり電気製品を接続したりすると、電子が電線を通って流れ、電気として出てきますが、これを「パワー」と呼ぶこともあります。
電子製品の中には、電池を使っているものとコンセントに接続するものがあることはご存知でしょう。
家庭のコンセントから出る電気は、とても強力です。たくさんの電子が、たくさんのエネルギーを持って流れています。
これは交流（AC）と呼ばれるものです。
交流の電子は、大きな発電所から家やビルの壁に組み込まれたコンセントまで、何百キロも離れた電線を通って、とても速く（光が進むのと同じくらい速く）行ったり来たりします
交流はとても強力なので、非常に危険でもあります。
交流は非常に強力なので、非常に危険です。電線に触れたり、指や電気プラグ以外のものをコンセントに刺したりしてはいけません。
バッテリーは、直流（DC）と呼ばれる、それほど強力ではない電気を供給します。
電池に接続された電線を流れる電流は、交流電流よりもはるかに安全です。
また、携帯電話、ラジオ、時計、おもちゃなど、小さなものに電力を供給するのに非常に便利です。
回路について
回路とは、電気が流れる経路を指します。 経路が途切れていると開回路と呼ばれ、電子がずっと流れていくことはできません。 回路が完全であれば閉回路となり、電子は電源（電池など）の一端から電線を通り、電源のもう一端までずっと流れることができる。
スイッチとは、回路を開いたり閉じたりするためのものです。
スイッチとは、回路を開いたり閉じたりするものです。家の中で電気のスイッチを入れると、回路が閉じる、つまり完成します。 壁の中では、スイッチが回路を完成させ、電気が照明に流れます。
前述した負の電荷を帯びた電子は、正の電荷と一致するために「飛び跳ねる」ことができず、1つの原子から次の原子へと移動するだけです。
電気のない生活
住んでいるところで電気が止まったことはありますか
ときどき強い風や嵐で電線（電気が流れる太い電線を支える高いポール）が倒れ、電気の流れが途絶えることがあります。
外が暗ければ、中も暗くなります。
コンピュータ、電話、電子レンジ、ラジオなど、コンセントにつながないと動かないものは動かなくなります。
以前に停電したことがあるなら、どんな感じだったか説明できますか？
何か中断されたことをしていましたか
見るためにろうそくを使う必要がありましたか
これまでに停電を経験したことがない場合、毎日行っている電気を必要とするすべてのことについて考えてみてください。
電気がなかったら一日はどう変わりますか。
- エネルギーとさまざまな種類の電気についてもっと学ぶために、この科学レッスンをチェックしてください。
科学用語
電子-原子の中の小さな粒子で、常にマイナスの電荷を持っています。
電流-電気を発生させるために流れる電子。
開回路-電子が流れないようにした壊れた道。