松岡　葵先生（ペンネーム）

理科が苦手という生徒に「どの単元が苦手？」と訊くと、いちばん多い答えは「電流」でしょうか。それも、電磁石や発熱よりも、基本の電流回路が苦手という子が多いです。なぜでしょう？ほとんどの生徒が正確に理解していないからです。一般的な小学生の持っているイメージと電流の実際のふるまいが違うため、イメージに流されて混乱しているケースがよく見られます。理科が苦手という場合、このように自分の持っているイメージと合わない、もしくは理科的なものにほとんどイメージがない、というケースがほとんどです。ここを修正する(ない場合は作る)ことがいちばん大切と、私は考えています。
「電流」で話を進めてみましょう。

1．正しい理解～イメージを作る～

電流の話を始めるとき、私はまずフィラメントの話をします。
「豆電球のフィラメントの部分は電流が通りやすい？通りにくい？」
答えは「通りにくい」。
理由は、フィラメントを見てみれば分かります。細くて、グネグネ曲がっています。電流が流れるとき、導線の部分は通りやすいけれど、豆電球のフィラメントの部分は通りにくくて大変。そこに無理に電流を通すと、光るのです。この考え方は後の「抵抗と発熱」にもつながり、電流の基本となる重要事項ですので、まずはこのイメージを徹底します。

さて、回路に入ります。まずは図1のような豆電球1個乾電池1個の回路。ここに流れる電流を1とします。

－図1－

次に図2。豆電球1個、乾電池が直列に2個の回路。ここで乾電池の役割を確認します。乾電池の役割は「電流を流そうとする力」。電流を流そうとする力が2倍になったので流れる電流は2になります。ここまではほとんどの生徒のイメージと一致するものです。

－図2－

ここからが重要なパターン、まずは図3の豆電球が直列に2個乾電池1個の回路です。
「電流を流そうとする力」は1ですが、豆電球が2個。豆電球のフィラメントは電流が通りにくいので、豆電球の役割は「電流が通るのをジャマする」です。
1で流したい乾電池に対して、ジャマが2なので電流は1/2になります。
ここで大事なのは、回路全体に1/2の電流が流れるということです。どこの電流も1/2です。ここが多くの生徒のイメージと違うところです。

電流は乾電池から出てくるわけではありません！

導線の中全体に電気の粒が初めからあるのです。ただ、流れてはいない。
乾電池をつなぐと流れます。
乾電池が「電流を流そうとする力」を出してくれるからです。
電流の大きさは電流を流そうとする乾電池と、ジャマしようとする豆電球の力関係で決まります。
図3では「1の力で流そうとする」乾電池、「2でジャマする」豆電球で、全体を流れる電流が1/2になるわけです。

－図3－

図4の回路ではどうでしょう？
乾電池、豆電球ともに2個の直列です。
乾電池は「2の力で流そうとする」豆電球は「2でジャマする」
→結果1の電流が全体に流れることになります。

－図4－

まずはここまでのイメージを、豆電球や乾電池の数をいろいろ変えて確認します。

次に並列回路に入ります。
まずは図5の豆電球2個並列、乾電池1個のパターン。並列の場合、電流はお互いに関係なく流れるのでどちらの豆電球にも1の電流が流れます。

－図5－

図6の豆電球1個乾電池2個並列。
乾電池は直列につなぐと「電流を流そうとする力」が増えますが、並列につないでも増えません。なので、1個の乾電池がつないであるのと同じで、豆電球に流れる電流は1になります。

－図6－

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