🔬 理科・実験
備長炭・アルミホイル・食塩水を使って、電気が生まれるしくみを調べる実験です。
電池は、化学反応(かがくはんのう:物質が別の状態に変わること)によって電気を取り出す道具です。炭電池では、備長炭、アルミホイル、食塩水を使って小さな電気を作ります。アルミニウムが反応し、電子(でんし:電気のもとになる小さな粒)の動きが生まれることで、LEDなどを光らせられる場合があります。身近な材料から電気ができることを体験でき、災害時の電源や電池のしくみにもつながる研究です。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 備長炭 | 長さ10〜15cmを1本 | 木炭1本 |
| アルミホイル | 20cm×30cmを1枚 | アルミカップ2枚 |
| キッチンペーパー | 2枚 | ティッシュ4枚 |
| 食塩 | 10g | 食卓塩10g |
| 水 | 100mL | 水道水100mL |
| LED | 1個 | 電子工作用LED1個 |
| 導線 | 2本 | ワニ口クリップ付き導線2本 |
| テープ | 20cm | 輪ゴム2本 |
| 紙コップ | 1個 | 小さな容器1個 |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
手順
食塩水を作る
何をする:電気を通しやすい液を作ります。
どうやる:紙コップに水100mLと食塩10gを入れ、塩が見えなくなるまで混ぜます。
なぜ:食塩水は電気を通しやすく、電池の反応を助けます。
備長炭を包む準備をする
何をする:炭の表面に食塩水をしみこませる部分を作ります。
どうやる:キッチンペーパー2枚を食塩水にひたし、軽くしぼります。
なぜ:食塩水が炭とアルミの間にあることで、電気が流れやすくなります。
炭にキッチンペーパーを巻く
何をする:備長炭に湿った紙を巻きます。
どうやる:備長炭の中央10cmほどに、食塩水をしみこませたキッチンペーパーを巻きます。
なぜ:炭とアルミホイルが直接ふれないようにしながら、反応に必要な液を入れるためです。
アルミホイルを巻く
何をする:電池のもう一つの材料を作ります。
どうやる:キッチンペーパーの上からアルミホイルを巻きます。ただし、炭の両端2cmは見えるようにします。
なぜ:炭とアルミが別々の電極(でんきょく:電気が出入りする部分)になります。
導線をつなぐ
何をする:電気の通り道を作ります。
どうやる:1本の導線を炭の見えている部分に、もう1本をアルミホイルにクリップでつなぎます。
なぜ:電気は、電池から導線を通って流れます。
LEDにつなぐ
何をする:電気ができているか確かめます。
どうやる:導線の先をLEDにつなぎます。光らない場合は、LEDの向きを逆にします。
なぜ:LEDには電気が流れる向きがあるため、向きが逆だと光りません。
明るさを記録する
何をする:LEDが光ったかを記録します。
どうやる:「明るい・少し光る・光らない」の3段階で書き、写真を撮ります。
なぜ:電気の強さを目で見て比べるためです。
条件を変える
何をする:食塩水の濃さで違いを調べます。
どうやる:食塩5g、10g、20gを水100mLにとかした食塩水で同じ実験をします。
なぜ:食塩の量によって電気の流れやすさが変わるか調べられます。
観察ポイント・記録の取り方
| 食塩の量 | 水の量 | LEDの明るさ | アルミの変化 | 気づいたこと |
| 5g | 100mL | |||
| 10g | 100mL | |||
| 20g | 100mL |
つまずきやすいポイント
⚠️ LEDが光らない
なぜ:LEDの向きが逆、または導線がしっかりつながっていないことがあります。
対処:LEDの向きを逆にし、クリップの接続を確認します。
⚠️ 炭とアルミが直接ふれる
なぜ:直接ふれると、うまく電気を取り出せないことがあります。
対処:キッチンペーパーを間にはさみます。
⚠️ 食塩水が少なすぎる
なぜ:反応が起こりにくくなります。
対処:キッチンペーパー全体がしっとりする量をしみこませます。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
炭電池の写真と、電気が流れる道すじの図を入れます。
「炭」「アルミ」「食塩水」の役割を分けて説明すると、分かりやすいレポートになります。
タイトル例:
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