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オン・オフできる懐中電灯(かいちゅうでんとう)をつくろう

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工作 オン・オフできる懐中電灯(かいちゅうでんとう)をつくろう

懐中電灯(かいちゅうでんとう)の内側(うちがわ)がキラキラしているのはどうして? スイッチをオンにすると光(ひか)って、オフにすると消(き)えるのはどんなしくみになっているの? 懐中電灯(かいちゅうでんとう)を工作(こうさく)してたしかめてみよう。

懐中電灯(かいちゅうでんとう)の作(つく)り方(かた)

用意(ようい)するもの

・工作(こうさく)用紙(ようし)
・アルミテープ
・黒(くろ)画用紙(がようし)
・電池(でんち)ボックス(単(たん)2形(がた)用(よう)) 2個(こ)
・豆電球(まめでんきゅう)(2.5V/0.3Aのもの)
・豆電球(まめでんきゅう)用(よう)のソケット
・導線(どうせん)
・乾電池(かんでんち)(単(たん)2形(がた))2本(ほん)
・はさみ
・カッター/カッターマット
・のり
・セロハンテープ
・両面(りょうめん)テープ
・ペン
・じょうぎ

<ヘッドユニットをつくる>

[1]

工作(こうさく)用紙(ようし)を写真(しゃしん)の形(かたち)に切(き)る。これを8枚(まい)つくる。
※カッターやはさみを使(つか)うときはおうちの人(ひと)といっしょに作業(さぎょう)し、手(て)を切(き)らないよう注意(ちゅうい)する。カッターを使(つか)うときはカッターマットを下(した)に敷(し)く

[2]

1のうち、4枚(まい)にアルミテープをはる(写真(しゃしん)の部分(ぶぶん))。残(のこ)りの4枚(まい)にのりで黒(くろ)画用紙(がようし)をはる(写真(しゃしん)の部分(ぶぶん))。はみ出(で)たアルミテープや黒(くろ)画用紙(がようし)は切(き)り取(と)る。

4枚(まい)にアルミテープをはる。
残(のこ)り4枚(まい)に黒(くろ)画用紙(がようし)をはる。

[3]

それぞれ4枚(まい)を組(く)み合(あ)わせて写真(しゃしん)のような形(かたち)にセロハンテープではりつける。

四角(しかく)い部分(ぶぶん)はかるく折(お)ってからはりつける。
アルミテープや黒(くろ)画用紙(がようし)をはった面(めん)が内側(うちがわ)になるようにはり合(あ)わせる。

これで懐中電灯(かいちゅうでんとう)の先(さき)につける2種類(しゅるい)のヘッドユニットのできあがり!

<本体(ほんたい)をつくる>

[4]

工作(こうさく)用紙(ようし)(200mm×150mm)を写真(しゃしん)のように切(き)り、四角(しかく)の筒(つつ)の形(かたち)に折(お)り曲(ま)げてセロハンテープでとめる。折(お)りづらいときは、カッターでかるくなぞって折(お)り目(め)をつけよう。

筒(つつ)の横(よこ)に穴(あな)ができる。この穴(あな)は、あとで導線(どうせん)を出(だ)すための穴(あな)だよ。
カッターでかるくなぞって折(お)り目(め)をつけると折(お)りやすい。

[5]

写真(しゃしん)のように、豆電球(まめでんきゅう)をつけたソケット、電池(でんち)ボックス2個(こ)、導線(どうせん)2本(ほん)を用意(ようい)する。電池(でんち)ボックスは、一方(いっぽう)のマイナス極(きょく)と、もう一方(いっぽう)のプラス極(きょく)を導線(どうせん)でつなぐ。この向(む)きを間違(まちが)えないように注意(ちゅうい)しよう。

電池(でんち)ボックスの内側(うちがわ)にバネのようなものがついているほうに、乾電池(かんでんち)のマイナス極(きょく)がくるよ

導線(どうせん)の先(さき)のほうは、中(なか)の線(せん)を切(き)らないように、外側(そとがわ)のビニルだけにはさみで少(すこ)し切(き)りこみを入(い)れ、むいておく。

[6]

豆電球(まめでんきゅう)をつけたソケットの導線(どうせん)と電池(でんち)ボックス2つの接点(せってん)金具(かなぐ)を写真(しゃしん)のように導線(どうせん)でつなぐ。この状態(じょうたい)で、写真(しゃしん)の丸(まる)で囲(かこ)った導線(どうせん)の先(さき)同士(どうし)をつなげると、豆電球(まめでんきゅう)が光(ひか)るよ! やってみよう。

<豆電球(まめでんきゅう)が光(ひか)らない場合(ばあい)>
・乾電池(かんでんち)の向(む)きを確認(かくにん)する
・ソケットに豆電球(まめでんきゅう)がおくまでしっかりはまっているかを確認(かくにん)する
・乾電池(かんでんち)が新(あたら)しいものを使(つか)っているか確認(かくにん)する

[7]

工作(こうさく)用紙(ようし)(200mm×28mm)の上(うえ)に豆電球(まめでんきゅう)と電池(でんち)ボックスをならべて両面(りょうめん)テープでとめる。豆電球(まめでんきゅう)のソケット部分(ぶぶん)はセロハンテープでとめる。

ソケット部分(ぶぶん)を工作(こうさく)用紙(ようし)の端(はし)にはり、豆電球(まめでんきゅう)の頭(あたま)がはみ出(で)るようにする。
豆電球(まめでんきゅう)側(がわ)の工作(こうさく)用紙(ようし)の端(はし)を少(すこ)し細(ほそ)くしておく。

[8]

4でつくった四角(しかく)の筒(つつ)に、7でつくった装置(そうち)を入(い)れる。筒(つつ)の横(よこ)の穴(あな)から導線(どうせん)を出(だ)す。

筒(つつ)の横(よこ)の穴(あな)から導線(どうせん)を出(だ)す。
セロハンテープで、工作(こうさく)用紙(ようし)(200mm×28mm)の端(はし)(豆電球(まめでんきゅう)と反対(はんたい)側(がわ))を筒(つつ)にとめておく。

これで本体(ほんたい)のできあがり!

<スイッチをつくる>

[9]

工作(こうさく)用紙(ようし)を70mm×30mmと50mm×30mmに切(き)る。2つの工作(こうさく)用紙(ようし)を写真(しゃしん)のようにセロハンテープではりつける。

[10]

写真(しゃしん)のようにアルミテープをはる。これでスイッチのできあがり!

写真(しゃしん)を参考(さんこう)に、アルミテープをはるところ、はらないところをつくろう。

<組(く)み立(た)てる>

[11]

10でつくったスイッチを、四角(しかく)の筒(つつ)の上(うえ)にテープではる。

両面(りょうめん)テープがおすすめ。セロハンテープを使(つか)う場合(ばあい)は、できるだけアルミテープに重(かさ)ならないようにはる。

[12]

スイッチのアルミテープのところに、導線(どうせん)の先(さき)をセロハンテープでそれぞれはりつける。セロハンテープでアルミテープ全体(ぜんたい)を覆(おお)ってしまわないように注意(ちゅうい)しよう。

スイッチを前(まえ)にたおすと豆電球(まめでんきゅう)が光(ひか)るよ。

[13]

スイッチの「ON(オン)」と「OFF(オフ)」のマークをペンで書(か)く。

[14]

ヘッドユニットを本体(ほんたい)にさしこむ。

豆電球(まめでんきゅう)や電池(でんち)ボックスをのせた工作(こうさく)用紙(ようし)の外側(そとがわ)に、ヘッドユニットをさしこむ。

これで手作(てづく)り懐中電灯(かいちゅうでんとう)の完成(かんせい)! スイッチを「オン」のほうにたおすと豆電球(まめでんきゅう)が光(ひか)るよ。

懐中電灯(かいちゅうでんとう)の先(さき)につけるヘッドユニットは取(と)り外(はず)して交換(こうかん)できる。

実験(じっけん)しよう!

アルミテープと黒(くろ)画用紙(がようし)、2種類(しゅるい)のヘッドユニットで明(あか)るさや照(て)らせる広(ひろ)さがちがうか、部屋(へや)を暗(くら)くしてくらべてみよう。

※暗(くら)い部屋(へや)で実験(じっけん)するときは、まわりがよく見(み)えなくなるので注意(ちゅうい)しよう。おうちの人(ひと)といっしょに実験(じっけん)しよう

この写真(しゃしん)は、どちらのヘッドユニットをつけたときのものか、わかるかな?
この写真(しゃしん)は、どちらのヘッドユニットをつけたときのものか、わかるかな?

豆電球(まめでんきゅう)が光(ひか)らないときは?

・スイッチの接(せっ)する部分(ぶぶん)のアルミテープの表面(ひょうめん)を、かるく紙(かみ)やすりでこすってみる。

・スイッチを前(まえ)にたおしたときに触(ふ)れ合(あ)う部分(ぶぶん)にセロハンテープがある場合(ばあい)は、その部分(ぶぶん)のセロハンテープをとる。

なぜ? どうして? 懐中電灯(かいちゅうでんとう)のしくみ

キラキラのヒミツ

懐中電灯(かいちゅうでんとう)の光(ひか)る部分(ぶぶん)がキラキラしているのは、光(ひかり)をはね返(かえ)して進(すす)む方向(ほうこう)を変(か)えるための「反射(はんしゃ)板(ばん)」がついているからなんだ。今回(こんかい)の実験(じっけん)では、アルミテープを反射(はんしゃ)板(ばん)として使(つか)ったよ。

実験(じっけん)で確認(かくにん)できたように、反射(はんしゃ)板(ばん)がないとき(黒(くろ)画用紙(がようし))よりもあるとき(アルミテープ)のほうが明(あか)るく照(て)らすことができるんだ。それは、下(した)の図(ず)のように、光源(こうげん)からいろいろな方向(ほうこう)に出(で)た光(ひかり)が反射(はんしゃ)板(ばん)によって前(まえ)のほうに進(すす)んでいくからなんだ。

スイッチのヒミツ

豆電球(まめでんきゅう)と乾電池(かんでんち)を導線(どうせん)(電気(でんき)を通(とお)すための線(せん))で輪(わ)のようにつなぐと、電気(でんき)が流(なが)れる道(みち)(回路(かいろ))になって、豆電球(まめでんきゅう)が光(ひか)るよ。その「道(みち)」をつないだり、外(はず)したりできるようにしたものがスイッチなんだ。
今回(こんかい)の実験(じっけん)では、2本(ほん)の導線(どうせん)の先(さき)をそれぞれアルミテープにつないだね。アルミテープも電気(でんき)を通(とお)すから、アルミテープ同士(どうし)をくっつけると電気(でんき)の通(とお)り道(みち)がつながって光(ひか)り、アルミテープ同士(どうし)を離(はな)すと電気(でんき)の通(とお)り道(みち)がとぎれて光(ひか)らなくなるしくみになっているよ。

【発展(はってん)】強(きょう)・弱(じゃく)の切(き)り替(か)えスイッチをつくってみよう

[1]

豆電球(まめでんきゅう)をつけたソケットの導線(どうせん)と、電池(でんち)ボックス2つの接点(せってん)金具(かなぐ)を写真(しゃしん)のように導線(どうせん)でつなぐ。
※電池(でんち)ボックスの向(む)きを間違(まちが)えないように注意(ちゅうい)する

[2]

工作(こうさく)用紙(ようし)(200mm×28mm)の上(うえ)に豆電球(まめでんきゅう)と電池(でんち)ボックスをならべて両面(りょうめん)テープでとめる(豆電球(まめでんきゅう)のソケット部分(ぶぶん)はセロハンテープでとめる)。
この状態(じょうたい)で、写真(しゃしん)のピンクの丸(まる)で囲(かこ)んだ導線(どうせん)の先(さき)同士(どうし)をつなげると豆電球(まめでんきゅう)が弱(よわ)く光(ひか)り、青(あお)い丸(まる)で囲(かこ)んだ導線(どうせん)の先(さき)同士(どうし)をつなげると豆電球(まめでんきゅう)が強(つよ)く光(ひか)るよ。やってみよう。

乾電池直列つなぎ

[3]

四角(しかく)の筒(つつ)に2でつくったものを入(い)れる。筒(つつ)の穴(あな)から導線(どうせん)を出(だ)す。

[4]

工作(こうさく)用紙(ようし)(100mm×30mm)と工作(こうさく)用紙(ようし)(50mm×30mm)を用意(ようい)する。写真(しゃしん)のようにセロハンテープではりつけ、その上(うえ)からアルミテープをはる。

写真(しゃしん)を参考(さんこう)に、アルミテープをはるところ、はらないところをつくろう。

[5]

4でつくったスイッチを四角(しかく)の筒(つつ)の上(うえ)にテープではる。スイッチのアルミテープのところに導線(どうせん)の先(さき)をセロハンテープでそれぞれはりつける。

スイッチを本体(ほんたい)にはるのは両面(りょうめん)テープがおすすめ。セロハンテープを使(つか)う場合(ばあい)は、できるだけアルミテープに重(かさ)ならないようにはる。
導線(どうせん)の先(さき)をはりつけるときは、セロハンテープでアルミテープ全体(ぜんたい)を覆(おお)ってしまわないように注意(ちゅうい)する。

[6]

「弱(じゃく)」と「強(きょう)」のマークをペンで書(か)く。

[7]

ヘッドユニットをつけたらできあがり!

スイッチを「弱(じゃく)」のほうにたおすと豆電球(まめでんきゅう)が弱(よわ)く光(ひか)り、「強(きょう)」のほうにたおすと豆電球(まめでんきゅう)が明(あか)るく光(ひか)る。それぞれの明(あか)るさをくらべてみよう。そして、どうして明(あか)るさが変(か)わるのか考(かんが)えてみてね。

「弱(じゃく)」のスイッチを入(い)れたとき。
「強(きょう)」のスイッチを入(い)れたとき。

懐中電灯(かいちゅうでんとう)や乾電池(かんでんち)で“もしも”に備(そな)えよう!

もし停電(ていでん)になったとき、真(ま)っ暗(くら)な中(なか)で生活(せいかつ)するのはたいへんだし、とっても危険(きけん)。乾電池(かんでんち)で動(うご)く懐中電灯(かいちゅうでんとう)やランタンを、各(かく)部屋(へや)に1灯(とう)と、家族(かぞく)ひとりにつき1灯(とう)以上(いじょう)、用意(ようい)しておこう。

上(うえ)の写真(しゃしん)の「電池(でんち)がどれでもライト」(パナソニック)は単(たん)1形(がた)~単(たん)4形(がた)の電池(でんち)どれでも1本(ぽん)で使用(しよう)できるアイデア防災(ぼうさい)グッズ。

ほかにも、携帯(けいたい)ラジオや乾電池(かんでんち)式(しき)モバイルバッテリーなど、乾電池(かんでんち)は“もしも”のときに役立(やくだ)ついろいろなものに使(つか)えるよ。だから災害(さいがい)に備(そな)えるには、水(みず)や食料(しょくりょう)だけでなく、乾電池(かんでんち)も用意(ようい)しておこう。

用意(ようい)しておく乾電池(かんでんち)は、長(なが)く使(つか)えて、長期(ちょうき)保存(ほぞん)が可能(かのう)なものを選(えら)ぼう。パナソニックの乾電池(かんでんち)「エボルタNEO」は10年(ねん)保存(ほぞん)(※1)が可能(かのう)で、しかも世界一(せかいいち)長(なが)もち(※2)するんだ。だから、防災(ぼうさい)用(よう)のストックにぴったり。
※1:単1形~単4形のみ。製造後の保存期間(パナソニック エナジー株式会社基準)保存条件 温度:20 ℃ 相対湿度:55 %
※2:最も長もちする単3形アルカリ乾電池(LR6)として。ギネス世界記録™に2017年10月2日認定。2025年2月28日再認定。IEC基準における全放電モードの平均値より。250mA 1日1時間放電 終止電圧0.9Vなど(温度:20±2℃、相対湿度:(55+20,55-40)%)

<参考(さんこう)リンク>乾電池(かんでんち)や防災(ぼうさい)についてもっと調(しら)べてみよう

ギネス世界(せかい)記録(きろく)™に認定(にんてい)された乾電池(かんでんち)とは? 最新(さいしん)の乾電池(かんでんち)について下(した)のリンクから調(しら)べてみよう。

乾電池(かんでんち)エボルタNEO

停電(ていでん)のときに必要(ひつよう)になるものは? 乾電池(かんでんち)は何本(なんぼん)用意(ようい)しておけばいい? 下(した)のリンクから調(しら)べてみよう。

もしもの備(そな)え パナソニックの電池(でんち)防災(ぼうさい)グッズ

みんなのおうちの備(そな)えは十分(じゅうぶん)かな? 下(した)のリンクのリストを参考(さんこう)に、足(た)りないものがないかチェックしてみよう。

防災(ぼうさい)グッズリスト 本当(ほんとう)に必要(ひつよう)な「もしもの備(そな)え」とは?

注意(ちゅうい)

・実験(じっけん)は、必(かなら)ずおうちの人(ひと)といっしょにしよう。
・実験(じっけん)前(まえ)にこの作(つく)り方(かた)とヒント、注意(ちゅうい)をしっかり読(よ)んで、まちがった手順(てじゅん)で行(おこな)わないようにしよう。
・実験(じっけん)に使(つか)う材料(ざいりょう)は、おうちの人(ひと)に用意(ようい)してもらうこと。
・難(むずか)しい作業(さぎょう)はおうちの人(ひと)にやってもらうこと。
・実験(じっけん)のあとは、おうちの人(ひと)といっしょにあとかたづけをして、小(ちい)さい子(こ)どもの手(て)がとどかないところにしまうこと。

監修(かんしゅう)/大山(おおやま)光晴(みつはる)(秀明大学(しゅうめいだいがく))

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