みなさん、こんにちは！スタッキーです。
理科の中で電気回路と磁石を習ったあとに学習するのが、電熱線の単元です。
電熱線の問題は、電流や抵抗など電気の要素を活用して解くのがポイントになります。
電気分野の復習もかねて電熱線の問題にチャレンジしてみましょう。
スタッキー この記事は次のような人におすすめ！
・電熱線はどういうものなのか基本がよくわかっていない
・太さや長さが変わると電流や抵抗の関係が混乱する
・直列や並列につないだときの発熱量の理解ができてない
今回は、理科の電気分野でのポイント「電熱線」についてまとめます。
基本をまとめたチートシートも無料で共有しておりますのでご覧ください。
電熱線の抵抗や発熱量の問題を解くときの基本を身につけたい方にもおすすめです！
それではどうぞ！
※当ブログでは商品・サービスのリンク先にプロモーションを含みます。ご了承ください。
電流を流すと熱くなる電熱線
小学校6年生で取り扱う「電熱線」の単元は、電流・抵抗・発熱などを中心に学習します。
問題を解くための知識だけを覚えようとしてもなかなかわかりにくく苦手になりやすいです。
電熱線は、あまり聞きなれないですが、実は私たちの身の回りの道具でよく使われています。
例えば、ドライヤーやトースター、アイロン、電気ストーブ、ホットプレートなどです。
電熱線は細い線なので、いろいろな形に曲げたり、巻いたりすることができます。
なので、トースターの中やアイロンの底など、さまざまな場所で使うことができるんです。
実は身近な電熱線。家のどこに使われているか探してみるのも学習の一歩です。
電熱線のポイントをおさえよう
電熱線とは何か
いろいろな道具や家電に使われている電熱線ですが、電熱線とは何でしょうか。
電熱線とは、電気が流れると温度が上がり、熱くなる金属の線のことです。
電熱線に使われる金属は、高い温度にも耐えられるので丈夫で長持ちする特長があります。
電熱線では、特別な金属が使われますが、中でも「ニクロム線」が多いです。
これはニッケルとクロムという2つの金属を混ぜて作った合金で、家電製品に使われます。
ニクロム線は、高温に耐え、酸化しにくく、長時間使用しても性能が安定しています。
他にもタングステンなどの金属もあり、家庭用から工業用まで幅広く使われています。
電熱線が発熱するしくみ
電熱線は、電気を流すことで発熱しますが、電熱線には「抵抗」というものがあります。
抵抗とは、電気の流れ（電流）を邪魔して流れにくくする力のことです。
電流が電熱線の抵抗を通ると、抵抗が電気の流れを邪魔するのでエネルギーが使われます。
このときに使われたエネルギーが「熱」として出てくることで電熱線は発熱します。
電熱線は、電気が流れることで熱を生み出す仕組みを持っていることを理解しましょう。
電熱線の中を電気が流れる様子を、ホースの中を水が流れることに例えるとわかりやすいです。
ホース＝電熱線、小石＝抵抗、水＝電流 としたときを考えてみましょう。
ホースの中に小石が入っていると、水が流れにくくなり水が小石にぶつかり摩擦で熱が出ます。
これは、抵抗にぶつかった電気が熱を出すことと同じです。
電熱線の長さや太さで発熱量が変わる
電熱線が細いか太いか、短いか長いかによって、電気の流れやすさが変わります。
細い電熱線は電気が流れにくくなります。細いホースは水が流れにくいのと同じです。
つまり、抵抗が大きくなります。抵抗が大きいと電気が流れるときにたくさんの熱が出ます。
太い電熱線は電気が流れやすくなります。太いホースは水が流れやすいのと同じです。
つまり、抵抗が小さいです。電気が流れるときに出る熱は少なくなります。
短い電熱線は電気が流れやすいです。
短いホースは水があまり抵抗を受けずに流れる（＝抵抗を受ける時間が短い）のと同じです。
つまり、抵抗が小さい＝電気が流れるときに出る熱は少なくなります。
長い電熱線は電気が流れにくくなります。
長いホースは水がたくさんの抵抗を受ける（＝抵抗を受ける時間が長い）のと同じです。
つまり、抵抗が大きい＝電気が流れるときにたくさんの熱が出ます。
このように電熱線の太さや長さによって電流の大きさや抵抗、発熱量が変わってきます。
今回も学習した電熱線に関する基本知識をまとめたくてチートシートを作成しました。
どなたでもダウンロード可能です。壁や机に貼るなど自由に活用してください。
電熱線の直列・並列つなぎ
電熱線を直列や並列につないだ場合の電流や抵抗、発熱量のちがいも理解しておきましょう。
直列つなぎとは、電気が一つの道を通るように流れ、すべての電熱線を同じ電流が通ります。
電流はすべての電熱線を通るので、電気の流れる道が長くなり全体の抵抗が増えます。
そのため、各電熱線にかかる電気を流す力（電圧）は小さくなり、発熱量も少なくなります。
並列つなぎとは、電池から出た電流が枝分かれしてそれぞれの電熱線に独立して流れます。
各電熱線には、電池から同じ電気を流す力（電圧）がかかることになります。
そのため、各電熱線を流れる電流は大きくなり、発熱量も増えます。
各電熱線にかかる電気を流す力（電圧）は同じなので、熱をたくさん出します。
電熱線の問題は、太さ・細さと直列・並列つなぎの組み合わせで出題されます。
電熱線の性質と電気回路の基本知識を組み合わせて問題を解かないといけません。
なので、重要なポイントを暗記カードにして知識の定着をはかれるようにしてみました。
スタッキーでは、磁力・電磁石 の基本を学習できる暗記カードを提供しています。
ご興味のある方はぜひのぞいてみてください。
チートシートや暗記カードを使うことで、みなさんの学習が進めばいいなと思っています。
まとめ
いかがでしたでしょうか。今回は、「電熱線」をご紹介しました。
電熱線の太さや長さ、つなぎ方によって抵抗や発熱量は変わることを理解できたらOKです。
- 抵抗が大きいと電気が流れるときにたくさんの熱が出る
- 細い電熱線と長い電熱線は、電流は少ない、抵抗は大きい、発熱量は多い
- 太い電熱線と短い電熱線は、電流は多い、抵抗は小さい、発熱量は少ない
- 直列つなぎは、各電熱線に流れる電流が少なくなり、それぞれの発熱量が減る
- 並列つなぎは、各電熱線に流れる電流が多くなり、それぞれの発熱量が増える
電熱線の問題を解くには電気回路の知識が必要になるので一緒に学習するのがおすすめです。
今後も子どもが楽しく学習できる教材やコンテンツなどを紹介していきたいと思います。
ご期待ください！
