今回は、電気の流れについてイメージする方法を説明したいと思います。
■前置き
は～っ、ぜんぜん分からない・・・。
さくらさん、ため息なんかついてどうしたんですか？
電子工作を始めたいけど、専門用語ばっかだし、
そもそも何から始めたら良いのか分からなくって困ってます。
そうですね、電子工作と言っても色々なことができますし、
専門用語も多いですからね。
何処かに電子工作を教えてくれる優しい人はいないかな～。
ちらちらっ♪
・・・
仕方ないですね～。
私の時間が空いている時で良ければ相談に乗りましょう。
やった～！
ありがとうございます。
そうだ！ 今日はこの後とくに予定が無いので、
このまま電気の流れについて説明したいと思いますが時間はありますか。
えっ！ほんと？ やったー！
私も今日は特に予定は無いので、是非教えてください！
では、よろしくお願いします。
よろしくお願いします♪
こうして、先生がさくらに振り回される日々が始まるのでした・・・。
■電気の流れについて
電子工作を進めていくと「 頭の中で電気の流れを考える機会 」が発生すると思います。
その際、直接電気の流れを頭の中で考えるのではなく、簡単な何かに置き換えてイメージすると分かりやすいため、 おすすめのイメージ方法を説明したいと思います。
※今回は直流についての説明になります。直流と交流の違いについては次回お話ししたいと思います。
電気の流れをイメージする
電気を何かに例えるならば、「 流れるプールや水道 」などをイメージしてもらうと分かりやすいと思います。
※厳密に言うと矛盾している箇所が出てくるのですが、簡単にイメージする時の参考にしてください。
また、今回のお話は直流についての説明になります。
例えば、下図のように、「 矢印の方向に水がぐるぐると流れている 」プールがあるとします。
その水の流れを「 電気の流れに置き換えて 」イメージしてみてください。
はい！
頭の中で「 矢印の方向に電気がぐるぐると流れている 」というイメージができましたか。
はい！こんなイメージになりました。
しっかりイメージ出来ましたね。
電源（電池）についてイメージする
では、今度は電源（電池）についてイメージしてみましょう。
流れるプールに「 水 」を供給するとしたら何を思い出しますか。
水道ですか。
そう、水道ですよね。
頭の中で電源（電池）をイメージする時は、プールに水を供給する「 水道 」をイメージしてみてください。
すいどう、すいどう・・水道・・。
どうでしょう、頭の中で電源（電池）を供給するイメージ出来ましたか？
こんな感じですか？
はい、良く出来ました。
水道は「 電源(電池) 」、水の流れは「 電気の流れ 」をイメージ出来れば完璧です！
■抵抗について
抵抗についてイメージする
「 電気の流れ 」で説明したように、今回も流れるプールでお話をして行きたいと思いますのでお付き合いください。
先程、水道から水が供給され、プールがぐるぐると流れていることをイメージしましたね。
※下図参照
では、この流れるプールに「 でっかい石を投げ込んでみましょう “ドッボーン” 」
流れるプールはどのような結果になると思いますか？
えっ！
そんなことしたら水が流れなくなっちゃいますよ～。汗
正解です！
石が邪魔して流れが少なくなってしまいました。笑
これが電気でいうところの、「 抵抗 」という部品の役割です！
流れが悪くなることが正解なんですか？
はい、そうです。
流れるプールにでっかい石を投げ込んだら、水がせき止められ流れが悪くなる。
これは普通に考えたら容易にできますよね？
はい。
この、水の流れを悪くする(抵抗する)ということ、
つまり、電気の流れを悪くすることが抵抗の役割になります。
へ～！
抵抗って、電気の流れを悪くすることが役割なんですね。
そういうことです。
では、「 流れるプール 」は一旦忘れて、今度は、水の流れを「 川の流れ 」に置き換えてイメージしてみましょう！
はい！
流れている川に「 小さな石 」を投げこむと、水の流れはどうなると思うかイメージしてみてください。
水の流れが少し悪くなりました。
正解です！さすがですね。
水の流れが少し悪くなりましたね。
では、流れている川に「 大きな石 」を投げこむと、水の流れはどうなると思いますか。
先生、水の流れが凄く悪くなっちゃいました・・・。
そうですね！
水の流れが凄く悪くなってしまいましたね。
「 石が小さければ水の流れはスムーズ 」だけど、「 石が大きかったら水があまり流れない 」ですよね？
抵抗も石と同じように、「 大きければ電気の流れが悪くなり 」、「 小さければ電気の流れはスムーズ 」になります。
つまり、抵抗とは、こうやって電気（水）の流れを調整する役割をもつ部品になります。
なるほど～！
●ポイント！
・抵抗とは、電気の流れを調整する役割をもつ部品！
・抵抗が小さければ ＝ 電気の流れはスムーズ
・抵抗が大きければ ＝ 電気の流れは悪くなる
■電流について
電流についてイメージする。
電流って何？難しそう・・。などと苦手意識のある方も多いと思いますが、サクッと流す程度で構いませんので目を通してみてください。
電流とは、簡単に言うと「 電気の流れです 」。
あれ、さっき聞いたような？？
さっき、電気の流れで言っていませんでしたか。
さくらさん、賢いですね～。
もっと、褒めてください。
褒められるの大好きです！！
・・・
さて、さくらさんもおっしゃっているように、
先程お話しした「 電気の流れ 」＝「 電流 」です。
流れるプールに例えるなら「 水の流れ(電流) 」になります。
電流の大きい・小さい
「 水の流れ ＝ 電気の流れ 」のイメージを思い出せたところで、もう少し電流について詳しくお話ししたいと思います。
電流にも抵抗のように「 大きい・小さい 」があります。
電流の大きい・小さいは何を表しているかというと「 電気の流れる量 」を表しています。
へ～
例えば①
水道から水を沢山流すと、流れる量は大きく、
水道から水を少ししか流さないと、流れる量は少なくなります。
例えば②
抵抗のところで少し触れましたが、水道から流す水の「 量が同じ 」でも、
抵抗の大小によって流れの量を調整することができます。
このように
石が小さいと、水の流れる量は大きく、
石が大きいと、水の流れる量は小さくなります。
なるほど！
●ポイント！
ポイント①
水の流れが多い ＝ 電流が大きい
水の流れが少ない ＝ 電流が小さい
ポイント②
水道からの供給量や、抵抗の大きさなどによって電流の調整が可能。
※色々説明してしまいましたが、難しく考えずに電流は「 電気の流れ 」と覚えてしまいましょう。
■電圧について
電圧についてイメージする
電圧のイメージ方法について説明して行きたいと思います。
お得意の流れるプールで例えると、電圧とは「 水を押す力（水圧） 」になります。
水道の蛇口を開いて、水を押してあげるというようなイメージになります。
さくらさん、イメージしてみてください。
こんな感じですか？
はい、良くできました。
花丸をあげましょう！
ニコッ！
流れるプールのほかには、水鉄砲などでイメージすると分かりやすいと思います。
水鉄砲で言うと「 水を押し出す力（水圧） 」が電圧になります。
・押す力が強いと、水の勢いが大きくなり
・押す力が弱いと、水の勢いは小さくなります
はいっ！先生！
なんでしょう？
「 抵抗・電流・電圧 」って何か関係性がありそうなんですけど・・・。
すっ・・鋭い、さすがですね！
わ～い！ 褒められた～。笑
実は、「 抵抗・電流・電圧 」には、こっちが大きければこっちも大きいのような関係性があります。
ただ、今回は他にもお話ししたいことがあるので、また別の機会に説明したいと思います。
はーい！
●ポイント！
電圧とは、電気を押す力のこと。
■電球(LED)について
電球(LED)についてイメージする
よく、電子工作入門とかで目にする電球。最近は電球よりLEDを使うことの方が多いですね。
電球： 懐中電灯などで使われている光る電子部品。
LED ： 家電製品やライトなどで使われている光る電子部品。
電球やLEDを、流れるプールでイメージするなら、「 水車 」になります。
では、さくらさん。
水がたくさん流れると、水車の回り方はどうなるでしょう。
う～ん
たくさん、良く回ります！
そうですね。
水がたくさん流れると、水車は良く回ります。
では逆に、水が少ししか流れていないと水車の周り方はどうなるでしょう。
あまり回らなくなります。
そう、水が少ししか流れないと水車の回りも悪くなります。
このことを踏まえて、電球やLEDに当てはめて考えてみましょう!
・電気がたくさん流れると・・ 電球(LED)はたくさん光ります。
・電気が少ししか流れないと・・ 電球(LED)は少ししか光りません。
さくらさん、イメージしてみてください。
こんな感じですか？
はい、良く出来ました。
わーい！
では、ここで問題です！
水車をたくさん回したいとき、どうしたらたくさん回ると思いますか？
ぐぬぬ・・・。
あっ！
水の流れを早くする！でしょ！
正解です。
あともう一つ、水を押す力を強くしても水車がたくさん回るようになります。
つまり、水の押す力を強くしても、水の流れを早くしても、水車がたくさん回るようになります。
これを電気に置き換えると、「 電圧を大きくしても、電流を大きくしても、電球(LED)がたくさん光るようになる 」ということです。
●ポイント！
ここで、一旦整理してみましょう！
電池 ＝ 水道
抵抗 ＝ じゃまな石
電流 ＝ 水の流れ
電圧 ＝ 水を押す力
電球 ＝ 水車
■プラスとマイナスの方向について
電気のプラスとマイナスの流れる方向（向き）についてイメージする
電気には、「 プラス 」と「 マイナス 」が存在するのは何となく分かると思いますが、
どっちの方向に向かって電気が流れていくのか、気にしたことがない人も多いと思います。
ただ、これから電子工作を進めて行くには「 電気の流れる向き 」を気にする必要があるので、この際なので覚えてしまいましょう。
※ とは言え、丸暗記などしなくて良いので、忘れてしまったらこのページを見に来るか、インターネットで検索するなど頭の片隅に覚えておく程度でよいです。
さくらさん、電気には「 プラス 」と「 マイナス 」が存在するのを知っていますか。
はいっ！知ってま～す。
電気にはプラスとマイナスが存在すると言いましたが、いつもの水の流れで例えると電気の流れる向きは、「 水の流れる向き 」に置き換えてイメージすることができます。
電気は「 プラス側から、マイナス側に向かって流れる 」というルールになっており、水の流れで例えると
・上流（水源）が「 プラス 」
・下流が「 マイナス 」になります。
さくらさん、イメージしてみてください。
はいっ！
上流(水源)は、水道でイメージ、下流と言うことは、位置が低いから・・
こんな感じですか？
はい、良く出来ました！
わーいっ
上流にある水源は、電気で置き換えると「 電池(電源) 」になり、
上流から、下流に向かって電気が流れているということですね。
回路で見てみよう！
今回は、一歩進んで電気の流れを回路で表現してみたいと思います。
え～っ難しそう・・・。
今までの流れるプールに置き換えてみたら、そんなに難しくはないので、一緒に確認してみましょう。
は～い。
下の回路は、「 電池のプラス側から電気が流れ出て → 抵抗を通り → LEDを通り → 電池のマイナス側に戻る 」流れを表している図になります。
少し強引ですが、上の回路を水の流れで表現すると下のように表現できます。
●ちょっと豆知識
一般的に「 プラス側は赤 」「 マイナス側は黒 」で表記したり、ケーブルの色を合わせることが多いです。
※「 電子 」の流れは電気と逆に流れると言うルールもあるけど・・・。混乱するので今は覚えなくて良いと思います。笑
●ポイント！
・電気はプラス側からマイナス側に流れる。
・プラス ＝ 赤色、マイナス ＝ 黒色、で表現することが多い。
■まとめ
・これから電気の流れや仕組みを考える時は、流れるプールや水鉄砲をイメージすると、混乱せずに考えることが出来るので活用してみてください。
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