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電池の種類と豆電球の明るさを比べる

🔬 理科・実験

電池の種類と豆電球の明るさを比べる

🚀 小4〜6年生向け ★★☆ ⏱ 準備30分 / 実施1〜2時間

乾電池の種類や本数を変えて、豆電球の明るさがどう変わるか調べます。

電池は、電気を流す力(電圧:でんあつ)を持っています。家庭用の単1・単3・単4電池はどれも1.5Vで同じなので、種類を変えても豆電球の明るさはほとんど変わりません。けれども、電池を2本直列につなぐと電圧が2倍になり、明るさが大きく変わります。「種類で変わらない」「本数で変わる」という気づきは、電気のしくみを理解する大切な発見です。電池を多くつなぎすぎると豆電球が切れることもあるため、安全に試せる範囲で電気の流れを学べます。

必要なもの

材料分量代替案
豆電球1.5V用を2個LEDではなく豆電球
豆電球ソケット1個実験用ソケット1個
単1乾電池1本単2電池1本
単3乾電池2本新品の単3電池2本
単4乾電池2本新品の単4電池2本
電池ボックス単3用1個ワニ口クリップつき導線
導線3本ワニ口クリップ導線3本
照度計アプリ1つ明るさを5段階で評価
記録用紙A4用紙2枚ノート2ページ
セロハンテープ20cmマスキングテープ20cm

手順

1

回路を確認する

何をする:豆電球が光る基本の回路を作ります。

どうやる:単3電池1本、導線、豆電球ソケットをつなぎ、光るか確認します。

なぜ:電気が一周する道を作ると、豆電球が光ります。

2

明るさの測り方を決める

何をする:明るさを比べる方法を決めます。

どうやる:照度計アプリを使う場合は、豆電球から10cm離して測ります。使わない場合は5段階で評価します。

なぜ:測る距離が違うと、明るさの数字が変わってしまうからです。

3

単3電池1本で測る

何をする:基本の明るさを記録します。

どうやる:単3電池1本で豆電球を光らせ、10秒以内に明るさを測ります。

なぜ:長くつけると電池が弱くなり、結果に影響することがあります。

4

電池の種類を変える

何をする:単1、単3、単4で明るさを比べます。

どうやる:同じ豆電球に、単1電池1本、単3電池1本、単4電池1本を順番につなぎます。

なぜ:単1・単3・単4はどれも電圧1.5Vなので、短時間の明るさはほぼ同じになります。「種類だけでは明るさが変わらない」ことを自分の目で確かめるのが大切です。違いは長時間つけたときの持続力に出ます。

5

単3電池2本を直列につなぐ

何をする:電池の本数を変えます。

どうやる:単3電池2本をプラスとマイナスがつながる向きで直列につなぎ、豆電球を光らせます。

なぜ:直列にすると電圧が大きくなり、明るさが変わることがあります。

6

明るさを記録する

何をする:条件ごとの明るさを表にします。

どうやる:それぞれ3回ずつ測り、平均を出します。

なぜ:1回だけだと、接触の具合で結果が変わることがあります。

7

豆電球の熱も観察する

何をする:光るときの変化を観察します。

どうやる:電源を切ったあと、豆電球が熱くなっていないか近くで感じます。直接さわりません。

なぜ:豆電球は電気を光と熱に変えているからです。

8

結果をまとめる

何をする:電池の種類・本数と明るさの関係を書きます。

どうやる:明るさの平均を棒グラフにし、明るい順に並べます。

なぜ:条件と結果の関係が分かりやすくなります。

観察ポイント・記録の取り方

条件1回目2回目3回目平均気づいたこと
単1電池1本
単3電池1本
単4電池1本
単3電池2本

つまずきやすいポイント

⚠️ 豆電球が光らない

なぜ:回路がつながっていない、または電池の向きが違います。

対処:電気が一周しているか、プラスとマイナスを確認します。

⚠️ 数字が毎回大きく変わる

なぜ:照度計との距離が変わっています。

対処:10cmの位置に印をつけて測ります。

⚠️ 豆電球が熱くなる

なぜ:電気が流れると熱も出ます。

対処:長くつけっぱなしにせず、測ったらすぐ切ります。

発展アイデア

  1. 新品電池と使いかけ電池で明るさを比べる。
  2. 直列つなぎと並列つなぎで明るさを比べる。
  3. 豆電球とLEDの明るさ・電池の持ちを比べる。

安全上の注意

まとめ方(発表・レポート)

明るさの平均を棒グラフにすると分かりやすいです。

「電池の本数」「電圧」「明るさ」の関係を、図で説明しましょう。

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