予習シリーズ 小4理科（下）第3回「電気（1）」親子で押さえておきたいポイントまとめ

予習シリーズ 小4理科（下）第3回「電気（1）」親子で押さえておきたいポイントまとめ

小4理科（下）の第3回は「電気（1）」です。今回はじめて電気の単元に入ります。ここでおさえるのは、大きく分けて次の3つです。

  1. 電気を通すもの・通さないもの（導体と絶縁体）
  2. 電気を使うもの・つくるもの（豆電球・LED・モーター／かん電池・光電池・手回し発電機）
  3. 豆電球がつく回路・つかない回路（＋ショート）

この回は用語の数が多いのが特徴です。フィラメント、タングステン、口金、導体、絶縁体、電流、電圧、ショート、検流計……。ただ、どれも「なぜそうなっているのか」をセットで理解すると、すっと頭に入ります。

とくにテストで差がつくのは、「豆電球がつかない回路」を見分ける問題と、「ショートしている回路」を見つける問題です。回路の図を見たら、電気の通り道を指でなぞるくせをつけましょう。

1 今回の単元、3つの柱

まず全体像をつかみましょう。第3回の出題は、大きく次の3分野に分かれます。

分野 おさえる内容 最優先チェック
電気を通す・通さない 導体（伝導体）と絶縁体 金属は電気を通す（くぎ・クリップ・硬貨・えん筆のしん）
電気を使う・つくる 豆電球・LED・モーター／かん電池・光電池・手回し発電機 使うもの＝光る・回る／つくるもの＝電池・発電機
豆電球の回路 つく回路・つかない回路・ショート 口金と「つき出た部分」の両方がつながっているか

ポイント：この単元は、「豆電球に電気が流れると光る」というたった1つのしくみを、いろいろな角度から見ているだけです。回路の図が出たら、＋極から出て−極へもどる道すじを指でなぞってみましょう。

2 電気を通すもの・通さないもの

物には電気を通すものと通さないものがあり、その性質はいろいろなところで利用されています。

電気を通すもの 電気を通さないもの
名前 導体（どうたい）・伝導体（でんどうたい） 絶縁体（ぜつえんたい）
例 くぎ／クリップ／十円玉（銅）／一円玉（アルミニウム）／えん筆のしん 木／ゴム／ガラス／プラスチック／ビニル

金属でできているものは電気を通します。金・銀・銅・鉄・アルミニウムなどがその代表です。

電気の「通しやすさ」はちがう

金属はどれも電気を通しますが、通しやすさには差があります。通しやすい順に並べると、次のようになります。

銀 → 銅 → 金 → アルミニウム → 鉄

ポイント：えん筆のしん（黒鉛）も電気を通します。「木でできたえん筆だから通さない」と考えると間違えます。しんは金属ではないけれど電気を通す、と覚えましょう。

確かめ方

豆電球とかん電池で装置をつくり、ミノムシクリップの間に調べたいものをはさみます。スイッチを入れたときに豆電球がつけば、そのものは電気を通すことがわかります。

注意：絶縁体は「電気を通さないもの」すべてを指します。「電気を通しにくいもの」ではなく、通さないものです。ゴムやビニルのように、電気が流れている部分をおおうのに使われているものをイメージすると覚えやすいです。

3 電気を使うもの・電気をつくるもの

身のまわりの電気の道具は、「使うもの」と「つくるもの」の2つに分けられます。この区別が、この回の基本になります。

電気を使うもの 電気をつくるもの
はたらき 電気のエネルギーを使って、光ったり、動いたりする 何かのエネルギーを電気のエネルギーに変える
例 豆電球／発光ダイオード／モーター かん電池／光電池／手回し発電機

それぞれのしくみ

道具 しくみ 変えているもの
豆電球 フィラメントという素材に電気が流れると光る 電気 → 光（と熱）
発光ダイオード（LED） 中にある半導体が電気を光に変える 電気 → 光（直接）
モーター 電気を使って回る。＋と−を入れかえると逆回転する 電気 → 回る力
かん電池 内部の材料を使って化学反応を起こし、電気をつくる 化学 → 電気
光電池 光のエネルギーを電気のエネルギーに変える（太陽光発電） 光 → 電気
手回し発電機 回るエネルギーを電気のエネルギーに変える（中身はモーター） 回る力 → 電気

ポイント：手回し発電機の中身はモーターです。モーターは「電気を入れると回る」、手回し発電機は「回すと電気が出る」。同じものが逆向きにはたらいていると覚えると、忘れません。

注意：電車や駅の電光掲示板、信号機、イルミネーションには、発光ダイオードがたくさん使われています。1つ1つのつぶが発光ダイオードです。身のまわりから探してみると、記憶に残りやすくなります。

4 豆電球のつくり

豆電球の光る部分をフィラメントといい、タングステンという金属でできています。電気が流れると強い光を出します。

部分 はたらき
フィラメント 豆電球の光る部分。タングステンという金属でできている
ガラス球 中は真空（空気などの物質がない状態）になっている
口金（くちがね） 豆電球の根元の側面にある金属部分
口金のつき出た部分 口金の先端にある部分

なぜ真空なのか

フィラメントは光るときに熱も発生します。空気があると、その熱で燃えて（酸化して）しまうため、燃えないようにガラス球の中を真空にしているのです。

注意：「なぜ真空にしているの？」と聞かれて「熱で燃えないようにするため」と答えられるようにしましょう。ここは理由まで問われる定番です。

電気の通り道（内部）

フィラメントの両はしは、電気をよく通す別の金属の細い線で支えられています。その線の一方は口金に、もう一方は口金の先のつき出た部分につながっています。

そして、口金とつき出た部分の間は絶縁体でへだてられています。この「へだて」があるからこそ、電気はフィラメントを通って遠回りすることになります。逆に、このへだてがなくなると電気は近道をしてしまい、豆電球はつきません（→第7章のショート）。

5 発光ダイオード（LED）

発光ダイオードは、電気を流すと光る半導体で、LEDともよばれます。

豆電球との比較 発光ダイオード（LED）
使う電気の量 少ない
寿命 長い
値段 高い

なぜ効率がよいのか

道具 光り方
豆電球 フィラメントで電気を熱に変えてから、光に変えている
発光ダイオード 電気を直接、光に変える → 効率がよい

プラス・マイナスがある

発光ダイオードにはつなぐ向きがあり、プラス極につながる側と、マイナス極につながる側があります。プラスとマイナスを逆につなぐと光りません。

注意：「向きがある」のは発光ダイオードの特徴です。豆電球はどちら向きでも光りますが、LEDは逆向きでは光らない。この違いが問われます。

6 電気をつくるもの

かん電池

かん電池を豆電球や導線とつないで電気の通り道をつくると、中に入っている薬品のはたらきによって、電気が＋極から出て−極に向かって流れます。

  • アルカリかん電池やマンガンかん電池があります。
  • これらの電圧は、ふつう1.5V（ボルト）です。

光電池

光電池は、光をあてて電気をつくる装置です。光電池をモーターにつないで光をあてると、モーターが回り出します。逆に光をさえぎると、モーターは回らなくなります。

  • 二酸化炭素や有害物質を出さないので、環境にやさしい発電方法です。
  • 太陽の光があれば電気をつくれることから、いろいろなものに使われています（太陽光発電）。

手回し発電機

手回し発電機は、ハンドルを回して電気をつくる装置です。豆電球をつないでハンドルを回すと、豆電球がつきます（=電気がつくられた証拠）。

  • 回転の速度を上げると、豆電球が明るくなります → 速く回すほど、より大きな電気がつくられることがわかります。
  • 中にはモーターが入っていて、モーターを手で回転させることで電気をつくっています。

ポイント：光電池と手回し発電機は「何を電気に変えるか」がちがいます。光電池＝光、手回し発電機＝回る力。かん電池だけは薬品のはたらき（化学反応）です。ここは混同しやすいので、表で整理しておきましょう。

7 電流と電圧

電気は、プラス極から出て、導線を流れ、マイナス極にもどってくる——これが基本のイメージです。

用語 意味 単位
電流（でんりゅう） 電気が流れる量 A（アンペア）
電圧（でんあつ） 電気を流す力（強さ） V（ボルト）

ポイント：電流＝「量」、電圧＝「力」。これは何度も問われます。「電流はA（アンペア）、電圧はV（ボルト）」と、単位とセットで言えるようにしましょう。

検流計で調べられるもの

検流計（けんりゅうけい）は、回路を流れる電流の「大きさ」と「向き」を測定する機器です。電流の向きと大きさを同時に調べられます。

検流計の針のようす わかること
大きくふれる 電流が大きくなっている
ふれない 電流は流れていない
反対側に大きくふれる 電流の向きが反対で、大きい

注意：検流計は「電圧」を測る道具ではありません。測るのは電流の大きさと向きです。混同しないようにしましょう。

かん電池を2個つなぐとどうなるか

検流計を入れた豆電球の回路で、かん電池を2個、一直線につなぐと…

  • 豆電球は明るくつきます。
  • 検流計の針は、同じ向きに大きくふれます。
  • 針が同じ向きにふれる＝電流の向きは同じ。ふれが大きくなった＝大きい電流が流れた。

次に、かん電池を1個にもどし、＋極と−極をさっきと反対に配線すると…

  • 検流計の針は、逆の向きに、さっきと同じ大きさでふれます。
  • 針が逆にふれる＝電流の向きが逆になったから。
  • 電流の大きさ・豆電球の明るさは、もとのときと同じです。

ポイント：「電池を増やす＝電流が大きくなる」「電池の向きを逆にする＝電流の向きが逆になる」。針のふれ方から、この2つを読み取る問題が定番です。

8 豆電球の回路①：つなぎ方の基本

豆電球を光らせるには、2つの条件を両方満たす必要があります。ここを覚えれば、回路の見分けは一気に楽になります。

部品 つながらなければならない2か所
豆電球 ① 口金 と ② 口金のつき出た部分
かん電池 ③ プラス極 と ④ マイナス極

つまり、豆電球の2か所と、電池の2か所、合わせて4か所が導線でつながっている必要があります。

電気の通り道（順番）

かん電池の＋極 → 導線 → 豆電球の口金のつき出た部分 → 細い金属の線 → フィラメント → 細い金属の線 → 口金 → 導線 → かん電池の−極

豆電球やかん電池などを電気が流れるようにつなぐことを「配線する」といい、配線したときの電気の通り道を「回路」といいます。

つかない例

つかない理由 内容
電池のマイナス極につながれていない 通り道が途切れている
豆電球の口金のつき出た部分につながれていない 通り道が途切れている
豆電球の口金につながれていない 通り道が途切れている
電池の＋極と−極がつながれていない そもそも通り道がない

ポイント：回路の図を見たら、「4か所すべてつながっているか」を順にチェックしましょう。1か所でも切れていれば豆電球はつきません。

9 豆電球の回路②：ショート（短絡）

かん電池の＋極と−極を、間に豆電球などをつながずに導線で直接つなぐと、たくさんの電気が一度に流れてしまいます。これをショート（または短絡＝たんらく）といいます。

ショートするとどうなるか

  • 導線が熱くなって、やけどをすることがあります。
  • かん電池がすぐに使えなくなります。

気づきにくいショート

ショートは、導線で直接つないだときだけではありません。次の場合もショートします。

口金が導線の役目をするので、電気はフィラメントを通らず、＋極から−極へ直接流れてしまいます。

つまり、フィラメントを通らない近道ができている回路は、すべてショートです。豆電球がつかないからといって安心せず、「近道ができていないか」を確認しましょう。

注意：「豆電球がつかない回路」＝「ショートしている回路」ではありません。通り道が切れている回路は、豆電球はつかないだけでショートもしていません。この2つは別のものとして区別しましょう。

10 覚えるべき用語のまとめ

テスト前に、この表を上から順に確認しましょう。

用語 読み方 意味
導体・伝導体 どうたい・でんどうたい 電気を流すもの
絶縁体 ぜつえんたい 電気を流さないもの
フィラメント — 豆電球の光る部分
タングステン — フィラメントをつくっている金属
口金 くちがね 豆電球の根元の側面にある金属部分
発光ダイオード はっこうダイオード 電気を流すと光る半導体。別名LED
導線 どうせん 電流が流れるための電線や配線部分
電流 でんりゅう 電気の流れ。＋極から−極へ流れる
A（アンペア） — 電流の大きさの単位
電圧 でんあつ 電気を流す力の強さ
V（ボルト） — 電圧の大きさの単位
回路 かいろ 電気を流すことができる、閉じられた電気の通り道
ショート・短絡 たんらく ＋極と−極が直接つながり、大量の電流が一気に流れてしまうこと
検流計 けんりゅうけい 電流の大きさ・向きを測定する機器
温度差発電 おんどさはつでん 2種類の温度が異なる金属の間に電流が流れる現象

ポイント：「回路」は「閉じられた通り道」という点が大事です。とちゅうが切れていると、それは回路になりません。

11 コラム：雷と温度差発電

かみなりの正体

かみなりは、上空の雲と雲の間や、雲と地面の間に火花が飛び、電気が流れて発生します。

空気はふつう電気を通しません。しかし、その空気中を流れるぐらいに電気を流す大きな力が、雲の中につくられることで、かみなりが発生するのです。絶縁体（空気）も、大きな力がはたらくと電気を通してしまう、というよい例です。

温度差発電

2種類の金属をつなげて、それぞれを異なる温度にすると、電気が流れることがあります。 1821年にドイツの学者ゼーベックが、銅とビスマスという金属でこの現象を発見しました。これはゼーベック効果とよばれ、温度センサーなどに利用されています。

日本で初めて国産の電球をつくった人

日本で初めて国産の白熱電球をつくったのは、藤岡市助（ふじおか いちすけ）という人です。アメリカでエジソンと会い、助言を受けたことをきっかけに、明治23年（1890年）に白熱電球を製造する会社「白熱舎」を設立し、国産電球づくりをはじめました。藤岡市助は、このほかにも日本初の電車やエレベーターの開発にも関わっています。

ポイント：電気をつくる方法は、電池・光・回る力・温度差など、いろいろあります。「身のまわりに電気をつくるしくみがいくつあるか」を探してみると、この単元がぐっと身近になります。

12 親子で最終チェック！10問クイズ

Q1. 電気を通すものはどれですか。次のうちから選びなさい。（ゴム・木・クリップ・ガラス）

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クリップです。クリップは金属（鉄）でできているので電気を通します。ゴム・木・ガラスは絶縁体です。金属でできているものは電気を通し、とくにえん筆のしんも電気を通すことを覚えておきましょう。

Q2. 電気を通さないものを何といいますか。

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絶縁体（ぜつえんたい）です。反対に、電気を通すものは導体（伝導体）といいます。ゴム・プラスチック・ガラス・木・ビニルが絶縁体の例です。

Q3. 豆電球の光る部分を何といいますか。

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フィラメントです。フィラメントはタングステンという金属でできていて、電気が流れると強い光を出します。このとき熱も発生するため、燃えないようにガラス球の中は真空になっています。

Q4. 豆電球の光る部分は、何という金属でできていますか。（アルミニウム・タングステン・銅・鉄）

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タングステンです。タングステンは熱にとても強い金属なので、高温になるフィラメントに使われています。

Q5. 豆電球のガラス球の中は、どのようになっていますか。また、なぜそうしているのですか。

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真空（空気などの物質がない状態）になっています。理由は、フィラメントが光るときに熱も発生するため、空気があると燃えてしまうからです。燃えないようにするため、と答えられるようにしましょう。

Q6. 発光ダイオードは、アルファベット3文字で何といいますか。

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LEDです。発光ダイオードは、電気を流すと光る半導体で、豆電球とくらべて使う電気の量が少なく、寿命が長いという特ちょうがあります（値段は高い）。また、プラスとマイナスを逆につなぐと光りません。

Q7. かん電池をつないだときの、流れる電流の向きが正しいのはどちらですか。 ア. −極から出て回路を流れ、＋極にもどってくる イ. ＋極から出て回路を流れ、−極にもどってくる

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イです。電気は＋極から出て、回路を通り、−極にもどってきます。導線の中を流れる向きと、電流の向きを混同しないようにしましょう。

Q8. 光電池の説明として正しいものはどれですか。 ア. 二酸化炭素は出すが、有害物質は出さない イ. 光があれば電気をつくり出すことができる ウ. 薬品のはたらきで電気をつくり出している エ. 中にあるモーターを回転させて電気をつくり出している

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イです。光電池は、光をあてて電気をつくる装置で、光をさえぎるとモーターが回らなくなります。二酸化炭素も有害物質も出さないので環境にやさしい発電方法です。ウはかん電池、エは手回し発電機の説明です。

Q9. かん電池の＋極と−極を導線で直接つなぐと、たくさんの電気が一度に流れてしまいます。このことを何といいますか。

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ショート（または短絡＝たんらく）です。導線が熱くなってやけどをすることがあり、かん電池がすぐに使えなくなります。なお、口金が導線の役目をしてフィラメントを通らない回路も、同じくショートしています。

Q10. 検流計の説明として、正しいものはどれですか。 ア. 電流の向きだけを調べることができる イ. 電流の大きさだけを調べることができる ウ. 電流の向きと大きさを同時に調べることができる

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ウです。検流計は、回路を流れる電流の「大きさ」と「向き」を測定する機器です。針が大きくふれれば電流が大きく、ふれなければ電流は流れておらず、反対側に大きくふれれば向きが反対で大きいことがわかります。

13 まとめ：取り組み方のコツ

1. 「4か所」をチェックするくせをつける 豆電球の口金とつき出た部分、電池の＋極と−極。回路の図を見たら、この4か所がつながっているかを指でなぞりましょう。これだけで「つく・つかない」の問題は確実に解けます。

2. 「使う・つくる」で分けて覚える 豆電球・LED・モーターは電気を使うもの、かん電池・光電池・手回し発電機は電気をつくるもの。まずこの2つに分けてから、それぞれのしくみを覚えると整理しやすくなります。

3. 「なぜ」をひとつ添える 「なぜ真空？」→「フィラメントが熱で燃えないように」。「なぜLEDは効率がよい？」→「電気を熱に変えず、直接光に変えるから」。「なぜ光電池は環境にやさしい？」→「二酸化炭素や有害物質を出さないから」。理由が言えると記述問題に強くなります。

4. 身のまわりから電気を探す 電光掲示板・信号機・イルミネーションは発光ダイオード、せん風機・そうじ機・電気自動車はモーター。家の中を歩きながら「これは何を使っている？」とクイズにすると、用語が自然に定着します。

最後に：この単元は用語が多いので、最初は戸惑うかもしれません。でも、「電気は＋極から出て−極へもどる」というたった1つの原則を軸にすれば、すべてつながって見えてきます。テスト前は、この記事の用語まとめ表とクイズを親子で回してみてください。本日の伴走、おつかれさまでした！

 

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