用意 するもの
電池 ボックス付 きLED
※ここではセリアで販売 しているインテリアLEDケーブルライトと、その付属 の電池 ボックスを使 う前提 で実験 を行 っています- えんぴつ(8
本 ) 重曹 - マンガン
単三 乾電池 (2個 ) 消 しゴム(2個 )- クリアカップなどの
透明 な容器 (2個 ) - アルミやステンレスなどの
電気 が流 れるピンチ(6個 )
水 - ビニールテープ
- はさみ
計量 スプーン- えんぴつけずり
油性 ペン
かんたん燃料 電池 の作 り方
[1]
写真のような装置をつくる。まず、両側をけずったえんぴつで消しゴムをはさんでビニールテープでとめる。次に、横方向にえんぴつではさんでビニールテープで固定する。
ヒント:次 の手順 2でクリアカップの側面 にえんぴつが当 たってしまうときは、先 をけずっているほうのえんぴつが少 し逆 「ハ」の字 になるようにしてみよう。
[2]
クリアカップに半分より少し多いくらいの水を入れ、重曹を大さじ1杯ほど加えてよくまぜる。①の装置をセットする。これを2個つくる。
[3]
LEDとコードを準備する。まずは図の線の位置でLEDのコードを切り離す。矢印の3つのパーツ(電池ボックス、つなぐコード、LEDライト)を使用するよ。
※はさみを使うときは手を切らないように気をつけよう。
ヒント:LEDは、コードが2本 だけ出 ているものを使 おう(矢印 の部分 以外 のLEDはコードが4本 出 ているよ)。
[4]
3つのパーツそれぞれのコードの先から2cmのところにはさみで切り込みを入れ、外側のビニールをむく。中の導線まで切らないように注意しよう。
※はさみを使うときは手を切らないように気をつけよう。
[5]
コードの先の導線をピンチにむすびつける。導線とピンチが触れ合うようにしっかりむすびつけよう。
[6]
「つなぐコード」「LEDライト」「電池ボックス」の3つのパーツが完成!
[7]
電池ボックスとLEDをピンチでつなぎ、電池ボックスのスイッチを入れる。LEDが光ったら、片側のピンチのペアに油性ペンで印をつける。光らなかったらピンチのペアを入れ替えてつないでみよう。
実験 しよう
実験 の注意
・電池ボックスを使っていないときは必ずスイッチを切る。
・もし装置が熱くなってきたら電池をはずしてすぐに実験をやめる。
[1]
クリアカップに入った装置のえんぴつのしんに、電池ボックスのピンチをつなぐ。印のついたピンチをつないだえんぴつには同じように印をつけよう。
ヒント:ピンチどうしが触 れ合 わないようにする。ピンチどうしが触 れ合 ったまま電池 ボックスのスイッチを入 れてしまうと、熱 くなるので注意 。
ヒント:えんぴつの木 の部分 はつままず、しんだけをそっとつまむ。ただし、力 を入 れすぎてえんぴつのしんを折 ってしまわないように気 をつけよう。
[2]
電池ボックスのスイッチを入れ、2分後にはずす。これをもう1つの装置でも行う。
[3]
印に注目しながら、下の図のように「つなぐコード」を使って2つの装置をつなぐ。次にLEDライトの片方のピンチ(印あり)をえんぴつ(印あり)につなぐ。そして、もう片方のピンチ(印なし)を残ったえんぴつ(印なし)のしんにおし当てたり離したりしてみよう。おし当てたときにLEDライトが光るよ。
ヒント:燃料電池につないだときのLEDライトの明るさは、電池ボックスにつないだときよりも弱く、時間も短い。だから、観察しやすいように部屋を少し暗くしてみよう。
つまづきポイント
LEDがうまく光らないときは、以下のつまずきポイントをチェックしてね。
●えんぴつのしんがしっかり出ていない、もしくは中でしんが折れてしまっている。
→→えんぴつはしっかりとしんが出るまでえんぴつけずりでけずろう。ただし、力を入れすぎるとしんが中のほうで折れてしまうことがあるので注意。
●重曹の量が足りない、もしくはしっかりまざっていない。
→→重曹は大さじ1杯入れて、スプーンなどでしっかりまぜよう。水の量しだいでは底に溶け残りが出ることもあるけど、問題ないよ。
●コードの導線がしっかりピンチと触れあっていない。
→→しっかりむすびつけよう。浮いてきてしまう場合は、ビニールテープで固定してもいいよ。
●実験の手順1~3で、ピンチどうしが触れ合ってしまっている。もしくは、えんぴつのしんではなく木の部分をピンチではさんでしまっている。
→→実験の手順1のところで解説したヒントと写真を参考に、正しくつなごう。
●実験の手順3で、印のある/なしを気にせずコードをつないでしまっている。
→→「つなぐコード」は印のあるえんぴつとないえんぴつをつなぐ。LEDライトは、印のあるえんぴつとピンチどうし、印のないえんぴつとピンチどうしをつなぐ。実験の手順3の図をよく見てつないでみよう。
これらを見直したうえで、もう1回実験の手順1からやってみよう。この実験では1回目よりも2回目、3回目のほうがLEDライトが光りやすくなるから、1回目に光らなくても、あきらめずに何度か繰り返しチャレンジしてみてね。
発展 :燃料 電池 に電池 ボックスをつなぐ時間 を、2分 ずつ追加 していってみよう!
燃料電池でLEDライトを光らせ、ピンチをおし当てても光らなくなってからもう一度実験の手順1に戻って装置に2分間電池ボックスをつなぐ。そしてまたLEDライトを光らせる…というように、実験を何回か繰り返してみよう。実験の1回目と2回目、3回目でLEDの明るさや光る時間は変わるかな?
なぜ どうして?:燃料 電池 のしくみ
水に電気を流すと、酸素と水素というものに分かれるよ。そこに、たとえばLEDをつなぐと、今度は逆に水素と酸素によって電気が発生するんだ。このようなしくみのものを燃料電池とよんでいるよ。
燃料電池はどういった利用方法が考えられているのか調べてみよう。
※この
注意
・実験は、必ずおうちの人といっしょにしよう。
・実験前にこの作り方とヒント、注意をしっかり読んで、まちがった手順で行わないようにしよう。
・実験に使う材料は、おうちの人に用意してもらうこと。
・実験中は目を離さず、装置を放置したままにしないこと。
・実験のあとは、おうちの人といっしょにあとかたづけをして、小さい子どもの手がとどかないところにしまうこと。
監修:秀明大学/大山光晴
燃料電池の実験をパソコンでまとめてみよう!
レポートに必要なものがデザインされたPowerPoint(パワーポイント)のテンプレートを用意したよ。ダウンロードして使ってみてね!