本年度最初の出前授業です

2018.7.17

 今年もお馴染みの揥水小学校(松阪、斎藤校長)から出前の要請です。もう10年以上揥水小学校では出前講座が続いています。指導要領が変わって現在は6年生で電池や太陽電池を学びます。今回はその先取りです。いつも書いておりますが、ボルタ電池をやさしく紹介します。電池の起源は難しく、古代のバクダット電池なる物もwebにあがっていますが。。。。。しかし近代電池(安定して電圧を安全に取り出す)の礎石を作ったのはボルタに違いありません。けれども、電極反応式が複雑なために、高校の教科書では紹介にとどまり、酸化・還元の項目でさらに進歩したダニエル電池を学びます。

            demae3.png 図1 1.5V乾電池の場合

 銅板と亜鉛板を電極にして、蒸留水、砂糖水、塩水、酢、ジュース等を使ってどんな場合に電池ができるのか調べていきます。もちろん、これには「何でも電池テスター(なでて君)」を使っています。いうまでもなくブロッキングオシレータを使った優れもので、外国ではジュールシーフ(電気泥棒?)といわれています。0.8V程度の起電力があればLEDを点灯させることができます。よく解説書でボルタ電池で豆電球を点灯しているイラストを見ますが、あれは嘘です。ボルタ電池では減極剤を利用しないと豆電球は点きません。

           dwmae4.png図2 ボルタ電池の場合

 ちょっとオシロでナデテ君の出力波形を見てみましょう。図1が1.5Vの乾電池でLEDを点灯、図2がボルタ電池でLEDを点灯させている波形です。横軸に注ho意してください。250μSecです。この時間は人間の眼には連続して点灯しているように見えます。このような考え方は、現在ではPWM(Pulse Width Modulation)という名前でLEDの点灯(色調のグラディエーション)に利用されています。図2がボルタ電池の波形です。この場合は25μsecになっています。電圧のスケールは図1では2V/divで、図2では1V/divです。ピークの高さは2Vを超えており、LEDが点灯する電圧に達していることが分かります。点灯の周期は極めて早いこともわかります。

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 いずれも実験の材料費も回数を重ねると重くなるので、できるだけスモールスケールの実験を心掛けています。そんなわけでサンドイッチ型にして材料を極力減らしています。4年生の皆さんも6年生で現在行った実験を思い出してくれるといいのですが?未来の科学者は出るかな?

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