豆電球のマメ知識
久しぶりのプチスパシリーズです。
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小学理科の物理の一つの大きな関門なのが、豆電球です。
実は高校物理までやると、結局オームの法則とキルヒホッフの法則の二つさえ理解すれば中学受験の問題は楽勝であることが分かるのですが、この2つの法則を体感的に理解することが小学生には難しく、どうするのか講師の腕が問われるところです。
オームの法則は大抵どこの塾でも教えるようですが、キルヒホッフの法則は教えないところが多いようです。
ただ、便利な法則なので知っておいて損はないかと思います。私が浜学園塾生時代に教わった方法をベースに少し工夫して紹介したいと思います。
※早稲アカ小5夏期講習の授業範囲にあり、こぐまには以前下記のことを教えてその時は完璧に理解していたはずなのですが、きれいさっぱり忘れていた
ので、後で本人に読んでもらうためのメモがてら、皆さんにもシェアするものです
電流＝のび太くん、抵抗＝ジャイアン、電圧＝なぐられたときに出る火花
まず、抵抗と電流と電圧の関係ですが、電流はのび太くんの大群、豆電球＝抵抗はジャイアンをイメージします（これ、当時の浜学園ではスタンダードな教え方でしたが今もありますかね？）。
たとえば、のび太くん9人（9アンペア）が上記の⚫︎の分岐点に差し掛かったとします。上の道はジャイアン1人、下の道はジャイアン2人です。
そうすると、のび太くんは殴られたときのダメージを少なくしようと、ジャイアンが少ない方はより多くののび太くんを回し、ジャイアンが多い方はより少ないのび太くんを回すことになり、その比はジャイアンの人数に反比例して上：下＝2：1、つまりのび太くんは上に6人（6アンペア）、下に3人（3アンペア）回ることになります。
このとき、ジャイアン×のび太くんの数で殴られた火花の量（電圧）が決まります。
この例だと、上の配線ではジャイアン1人×のび太くん6人＝6火花（6V）、下の配線だとジャイアン2人×のび太くん3人＝6火花（6V）で、上下で同じだけの火花が散っていることがわかりますね。
ここで大事なことが一つあります。
火花の量は一周した際の電池の数であらかじめ決まっており、どんな経路を辿っても一周するとその火花は使い切られるということです。
この例だと、電池は1つ3V（3火花）になっています。電池が2つなので合計6Vが、必ず一周するとのび太がジャイアンに殴られることで使い切られるわけです。
この一周は（逆流しない限り）どこでもよいのがポイントで、たとえばこの一周だと、
6火花を1ジャイアンで出さなければならないので、上の豆電球には6÷1＝６人ののび太くんが必要になりますよね（上の配線の豆電球には6アンペアの電流が流れる）
また、この一周だと
6火花を2ジャイアンで出さなければならないので、下の豆電球には6÷2＝3人ののび太くんが必要になります（下の配線の豆電球には3アンペアの電流が流れる。つまり電池には合計9アンペアの電流が流れる。）
この1周すると火花が使い切られる（電圧が使い果たされる）というルールを正しく理解してつかいこなせると、もう中学受験の豆電球は怖くありません。
次回はこの応用編をやりたいと思います。
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