受賞年度 2024年度
受賞種別 一般社団法人 日本電気協会賞
所属・氏名

宇部工業高等専門学校
電気工学科
岡本 悠杜(代表者)
松重 慶大
中村 真梨子
水取 優太
吉田 雅史

対象学年 中学校2~3年生程度
教材の種類 実験装置
教材の目的

①電気機器を使うには電力P[W] (=電圧V[V]×電流I[A])が必要であること、②電力は自分達でも発生できること(発電)、さらに③みんなが使う大電力をどう発電しているかを学んでもらう教材となっている。

教材の概要

[学習効果] 実験やグループワークを通じて、電気をより身近に感じることができる。
[達成目標] ①電力は電圧と電流の積であることを説明できる。②身近な電気機器を使うために必要な電力を説明できる。③現在の発電所等での発電規模を実験結果と比較し、電力の発生の大変さと電力供給技術を理解できる。④今後の発電手法について考えることができる。

本実験機器は、主に手回し発電機、充電用コンデンサ、電流計、電圧計、および機器(LED、プロベラ)で構成される。機器の動作のための電力を手回し発電機でコンデンサに充電させる。コンデンサ‐機器間に電流計および電圧計を接続して、機器を動作させた際の電力を算出し、電気の大きさを視覚的に把握しやすくなっている。実験では、充電時間を変えて機器の動作時間を比較する。グループワークでは、家庭になる電気機器を例示して、そのために必要な充電時間や、現在の発電所の発電量と比較する。

オリジナリティ・アピールポイント

本教材のオリジナリティは、電気の定量化と創造力の養成である。通常の手回し発電機を用いた実験では、回している間だけLED を点灯させる。本教材では、発生させた電力を計器で数値化して、LED 点灯やモータを動作させるために必要な電力を見える化して電力への関心を深める工夫をしている。さらに、コンデンサで充電できる機能を付与して、「充電時間」という新たなパラメータで電力を定量的に評価できるようにした。
グループワークでは、実験で発生させた電力と一般家庭での電力との比較することで日常的に利用する電力の貴重さと電力供給の技術の高さを創造しつつ、今後の発電方法を考えることできるように設計されている。

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