1月の4年生クラスの実験テーマは、「電池」でした。 

(電気の実験シリーズ2回目) 

 

毎日のように使っている電池ですが、よく考えるとフシギなことだらけ。 

まず、なぜ電池というのでしょうか??

 

「……中に電気が(水みたいに)貯まっているから?」 

 

でも、乾電池を振ってもチャプチャプ言いませんね。 

また、電流は回路を回って戻ってくるのに、なぜ「電池が無くなる」のでしょうか? 

小さな缶の中でどうやって電気を作り出しているのかも、謎ですね。 

 

そこで、実験! 

人類が最初に作った電池、「ボルタ電池」を再現してみることにしました。 

 

プラカップに濃い食塩水を入れ、銅板と亜鉛版を差し込めばできあがり。銅板が+極、亜鉛版が-極の電池になります。 

 

 

1個では電圧が弱いですが、3個直列つなぎにしてみると……電子オルゴールを鳴らすことができました音譜 

 

 

なぜこれで電気を作れるかというと、2種類の金属は“電子の放しやすさ”が違うからです。(※イオン化傾向の違い) 

銅より亜鉛の方が電子を放しやすいので、亜鉛が電子を出して「亜鉛イオン」になり食塩水に溶けます。電子は回路を通って銅板側に移動し、食塩水中の「水素イオン」が電子を受け取って水素になります。 

 

つまり、電子はグルグル回っているわけではなく、電子を出す物質と受け取る物質が決まっているのです。(このどちらかの物質を使い果たすと、電池が無くなります。) 

 

そして、もうひとつ、なくてはならないのが、イオンが出入りできる液(「電解液」)。 

 

「だから、“電池”なんだ!」 

その通り。 

 

この3つさえそろっていれば、いろいろな電池を作れます。 

試しに、食塩水の代わりに切ったレモンでやってみると……ちゃんとオルゴールが鳴りました音譜

 

 

電解液があると、持ち運びは不便ですね。そこで発明されたのが、「乾電池」。 

「乾」と言っても電解液がないわけではなく、ペースト状にしてこぼれない工夫をしてあるのです。 

分解済みのマンガン乾電池を観察して、構造を理解しました。 

 

 

ここで、乾電池のしくみを再現した「備長炭電池」作りにトライ! 

食塩水でしめらせたペーパータオルを備長炭に巻きつけ、さらにアルミホイルを巻きます。LED電球を備長炭とアルミホイルにつなぐと、光りましたひらめき電球 

 

 

LED電球をしばらくの間つけっ放しにしておいてから、アルミホイルをはずして電灯にかざしてみると…… 

 

「わ~、穴がいっぱい開いてる!」 

 

   

 

アルミニウムが電子を出して、溶けたからです。 

 

最後は、二種類のオモシロ電池づくりにチャレンジ! 

 

まずは「11円電池」。10円玉(銅)と1円玉(アルミニウム)で作ります。 

みんなで手分けして作ったものを重ねた99円電池で、見事オルゴールが鳴りました音譜

 

 

「人間電池」では、自分たちが電池になり、(少々音程は怪しいものの)オルゴールを鳴らすことに成功音譜

 

 

さまざまな電池を作って、その構造としくみを学んだ実験でしたキラキラ