乾電池と豆電球
電気は危なくて怖いものと思っている人が、多いようです。
確かに、私たちの家庭にきている電気に、直に手をふれると危険です。
しかし、ふつうの懐中電灯などに使っている乾電池は、どんな使い方をしても安全です。
そこで、乾電池と、それでつく豆電球を使って、いろいろな実験をしながら電気の働きや性質を、調べてみましょう。
乾電池の種類
乾電池には使い道によってまるいもの・四角いもの、大きいもの・小さいものなど、いろいろあります。
ふつう、懐中電灯などで使っている乾電池はまるい形のもので、大きさによって単一・単二・単三などの種類があります。
この3つは、電気を流す力はみな同じで1.5ボルトですが形の大きいものほど、長もちします。
私たちの実験には、このうちのどれかを使います。
携帯ラジオや写真のフラッシュなどに使う電池に、積層乾電池といって小形の乾電池をいくつも積み重ねたもので、高い電圧を出すことができます。
乾電池のしくみ
電池には、どんなものも、＋と－の、極とよばれる2つのはしがあります。
電池から電気をとりだすには、必ず、この2つの極からとらなければなりません。
1つだけでは、電気をとりだして、利用することはできません。
乾電池では、頭の真ん中にある黄銅のキャップは中の炭素棒につながっていて、＋の極になっています。
横は、金属やボール紙・プラスチックなどで包まれていますがその下にあるはし色の金属の筒は、亜鉛の板でつくられていて、全体が－の極です。
中には、図のように、炭素棒と、それを囲んで炭素の粉と二酸化マンガンを塩化アンモニウム液で硬くねった合剤が詰まっています。
さらにそのまわりには塩化アンモニウムの濃い液でつくったのり（電解液）がとりまいています。
筒の上は、中身がこぼれないように、ピッチ（石炭を蒸し焼きにしてできたもので電気を通さない）で固めてあり、黄銅のキャップだけがでています。
電池が弱ってくると、亜鉛の筒がぼろぼろになり、中の薬品がこぼれるので外側は、ボール紙の上を、鉄板やプラスチックの膜で包んであります。
乾電池の取扱い方
乾電池は長く続けて使っていると、だんだん弱ってしまいに、電気を流す力がなくなります。
乾電池は、続けて長いあいだ使うよりも、ときどき休ませて使うほうが長もちします。
また、使わないでも、長い年月のあいだには弱ってきますから製造年月の新しいものを選んで買いましょう。
亜鉛は、湿気にあうと錆びますから、なるべく、乾いた場所におくようにしましょう。
乾電池は、ホルダーにはめて使うと便利です。
豆電球の種類
豆電球にも、写真のように、いろいろな形や大きさのものがあります。
2.5ボルト用というのは、電圧2.5ボルトの電池につなぐとちょうどよい明るさに輝くように、つくられたものです。
もし、2.5ボルト用の豆電球を10ボルトの電池につなぐと電気が流れすぎてフィラメントが切れます。
まだ、これを1.5ボルトの電池につなぐと電気の流れ方が少なくて、暗くなります。
しかし、2.5ボルト用といっても、4ボルトや5ボルトの電池につないでもすぐフィラメントが切れるようなことはありません。
私たちの実験には、2.5ボルト用が適当でしょう。
豆電球のしくみ
豆電球は、ふつうの電球と同じように、口金とガラスの球とからできています。
ガラス球の中には、細いタングステンのフィラメントがあります。
フィラメントは、2本の支柱で支えられていて1本の支柱は口金のねじにつながり、もう1本は、口金の頭のところに出ています。