受賞年度 2025年度
受賞種別 一般社団法人 日本電気協会賞
所属・氏名 日本文理大学
工学部 機械電気工学科

蝦名 慶大(代表者)
出田 龍世
鈴木 結翔

対象学年 中学校2年生程度
教材の種類 講義プログラム
教材の目的

近年、ワイヤレス充電器や非接触型ICカードなど、身の回りには電磁誘導の原理を応用した機器が身近に存在している。しかし、日常生活ではその仕組みを意識する機会が少なく、生徒にとっては「便利に使っているが、どのように動作しているのかよく分からない技術」のひとつとなっている。また、「コイルの中の磁界が変化すると電流が生じる」という抽象的な説明だけでは、具体的にイメージしづらい。そこで実際に日常で使われている機器の応用例を踏まえながら生徒自身に体験させることで、電磁誘導の原理と実生活との結び付けを行う。

教材の概要

本教材により、コイル中の磁界の変化で電流が発生することの理解が学習効果として期待できる。また、電池とスイッチを用いて疑似的な交流を作ることで交流の極性変化についての理解が期待できる。そして、交流電源の周波数を可変する動画、または鉄心を用いる実験を通して電流が大きくなることへの理解が期待できる。以上のことより、電磁誘導の法則を身近に感じ、説明できることが達成目標である。

1クラス40人、50分×2回の授業を想定し、座学、実験を交えて実施する。
第1回講義
(1)座学(30分)  演習導入
 ・電磁誘導の身近な例を紹介(5分)
 ・電磁誘導の原理を説明(10分)
 ・右ねじの法則、交流の復習(演習形式を含む)(10分)
・実験の説明(5分)
(2)実験(20分)  検流計を用いた簡易実験 
 ・8班(1班5人)に分かれて、コイルに磁石を近づけたり、遠ざけたりすることで電流が発生する現象を確認。
第2回講義
(1)前回の復習(5分)
(2)実験の説明(5分)
(3)結線、実験開始(15分) 
 ・8班(1班5人)に分かれて、スイッチを用いた疑似交流での電磁誘導で2次側に電流が発生することを確認。
(4)応用編(15分)  
 ・疑似交流から交流電源に変更した場合(動画)や巻数の増加、鉄心を入れて磁界の変化が伝わりやすくなることを確認。
(5)まとめ(10分)  
 ・これまでの授業のまとめを行う。

オリジナリティ・アピールポイント

この講義プログラムは、電気の分野でつまずきやすい電磁誘導について身近に使われている機器の例も入れつつ生徒たちに電磁誘導を直接体験させることで、電磁誘導の原理を理解しやすくし、知識の定着を図ることができる。

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