やさしい科学しんぶん  No.60(2011.9)

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電気

わたしたちの生活のなかで、あたりまえのように使っている「電気」。テレビ、冷蔵庫(れいぞうこ)、エアコンなど、さまざまなかたちで電気を使っています。今年3月におこった東日本(ひがしにほん)大震災(だいしんさい)により、電気が不足し、計画(けいかく)停電(ていでん)や節電などに取り組んでいます。あらためて、「電気」について調べてみましょう。

■電気の歴史。はじまりは約2600年前!

  電気のはじまりは、紀元前(きげんぜん)600年ごろまでさかのぼります。ギリシャの哲学者タレスは、磁石の研究をしているうちに、琥珀(こはく)を布や革でこすると、ほこりや羽根などの軽いものが引きつけられることに気づきました。これがまさつ電気(静電気)の最初の発見です。しかし、この当時はまさつ電気がおこる理由はわからず、それから2000年以上たった1600年ごろ、イギリスの科学者ギルバートがまさつ電気について明らかにしました。
(『電気ってなに?』アイザック・アシモフ/著 教育社 1982年 請求記号408)

■雷も電気?命がけの実験!

  その後、電気の研究は発展します。1752年アメリカの科学者フランクリンは、雷が自然界における放電(ほうでん)現象(げんしょう)ではないかと考え、たこ上げ実験をします。雨の中にたこを上げ、たこ糸に金属のカギを結び、こぶしを近づけたところ、カギから火花が飛び散りました。一つまちがえば死んでしまう危険な実験でしたが、この実験によって、雷の正体が、雷雲(らいうん)による放電(ほうでん)現象(げんしょう)であることがわかりました。
(『発見・発明(ニューワイド学研の図鑑)』 学習研究社 2007年 請求記号403)

■電気の正体!1センチの約1億分の1のつぶって?

  地球上にあるすべてのものは「原子(げんし)」という、とても小さなつぶからできています。その大きさは、1センチの約1億分(おくぶん)の1!…と言われても想像もつかないほどの小ささです。そんな原子は、さらにもっと小さな「電子(でんし)」「原子核(げんしかく)」というつぶからできています。電子はマイナスの電気をもち、プラスの電気をもつ原子核のまわりをクルクル回っています。
  プラスの電気をもつ物体Aと、マイナスの電気をもつ物体Bを1本の導線(どうせん)でつなぐと、物体Aはマイナスの電気がたりなくなっているので、電子は物体Bから物体Aに向かっていっせいに流れこみます。この流れが「電流(でんりゅう)」で、電気がおこるのです。
(『電気の大研究』造事務所/編集・構成 川村康文/監修 PHP研究所 2010年 請求記号403)

■電池を発明。イタリアの科学者ボルタ

  イタリアの科学者アレッサンドロ・ボルタは、あるとき電気を発生する能力がある生物「シビエレイ」について研究していました。シビレエイは平べったい魚で、海底に生息しています。体に発電(はつでん)器官(きかん)があり、獲物(えもの)や敵を感電(かんでん)させマヒさせます。この発電器官は、総合(そうごう)組織(そしき)でしきられた、いくつもの小さな板がつみ重なったようになっており、ボルタはこの構造(こうぞう)をまねてみようと実験しました。何枚もの金属の円盤(えんばん)をつみ重ね、液体でしめらせた布をあいだにはさみサンドウィッチ状にし、両はじの電極(でんきょく)につないだ導線(どうせん)をつなぐと電気が流れたのです。この電気を発生させる装置は「電(でん)たい」とよばれます。さらにボルタは希(き)硫酸(りゅうさん)に銅板(どうばん)と亜鉛板(あえんばん)を入れた「ボルタ電池」を発明し、電気を連続的につくり出すことに成功しました。ボルタの名前は電圧の単位「ボルト」のもとにもなっています。 (『ボルタ 未来をつくった電池の発明』ルカ・ノヴェッリ/文・絵 岩崎書店 2009年 請求記号402)

■自然の力で発電する「風力発電」

  わたしたちがふだん使っている電気は発電所(はつでんじょ)からやってきています。発電のしかたはたくさんあり、「原子力(げんしりょく)発電」「火力(かりょく)発電」「地熱(ちねつ)発電」などありますが、今回はとてもクリーンな発電の「風力(ふうりょく)発電」に注目!
  風力発電に必要なのは自然がつくる「風」。この風で羽根を回して電気をつくります。風は、石油や天然ガスのようになくなる心配もなく、燃やして使うエネルギーではないので、二酸化(にさんか)炭素(たんそ)などの有害(ゆうがい)物質(ぶっしつ)をだしません。とてもクリーンな発電として風力発電は近年注目されています。
(『再生可能エネルギーの大研究』中谷内政之/監修 PHP研究所 2010年 請求記号501)

  日本の風力発電が、諸外国(しょがいこく)より遅れている理由の一つに、台風が多いことがあげられます。過去に、沖縄県(おきなわけん)宮古(みやこ)島(じま)の風力発電機7基すべてが台風によってこわれてしまったこともありました。しかし、1990年から2009年の間に1683基まで設置され、日本の風力発電機は増えてきています。増えたことにより、2006年には風力発電機を表す風車の地図記号もできました。
(『環境』枝廣淳子/監修 ポプラ社 2011年 請求記号519)

■日本であった風力発電建設物語

  人口1600人あまりの小さな山村、大分県(おおいたけん)前津江村(まえつえむら)(現在の日田市(ひたし))に風力発電機が建設されたのは、村のこどもの作文に「村にはなにも誇(ほこ)れるものがない」と書かれたのを村長が見たのがきっかけでした。村長は「こどもたちに誇(ほこ)れるものをつくってやりたい」と風力発電機の建設を決めます。風力発電機が完成するまでのノンフィクションをぜひ読んでみてください。
(『ばんざい!ぼくらの村の風力発電』 笠原秀/作 PHP研究所 2001年 請求記号543)

■こんなお仕事もあるよ!風力発電エンジニア

  風力発電には、「発電事業を計画する会社」「風車や風車の部品を作る会社」「風車を建てる建設会社」など、たくさんの会社のエンジニアがかかわっています。この本では、風車を設計・開発する会社のエンジニアの仕事が、一日を通してどんな仕事をしているかわかります。
(『職場体験完全ガイド15』ポプラ社 2010年 請求記号366)

■子どもたちが発電実験!活性炭電池を作りました。

電気がおこる仕組み

  川崎図書館では、8月6日(土)に小学生向けの科学実験教室を開催しました。今回のテーマは「活性(かっせい)炭(たん)電(でん)池(ち)を作ろう」。キッチンペーパー、アルミホイル、お塩、そして冷蔵庫のにおい取りで使われる活性炭など、台所にある身近なものを材料に電池を作りました。実験では、みんなが作った電池で、電圧を測(はか)ったり、モーターにつけたプロペラを回したり、LEDを点灯(てんとう)させたりしました。
  電気がおこるしくみは左の図のようになっています。アルミホイルを食塩水につけると、アルミホイルがとけて電子が飛び出します。飛び出した電子は電球へ流れていきます。いっぽうで、活性炭の中にある酸素は、電子を受け取ろうとします。電球を流れた電子は、活性炭の中にある酸素とむすびつこうとします。この電子の流れで電気がおこります。
(『調べ学習・自由研究に役立つ理科の実験まるわかりbook』滝川洋二/監修 成美堂出版 2005年 請求記号407)

■やさしい科学コーナーの新着資料紹介!

『ガリレオ工房の科学マジック』ガリレオ工房/編著  新星出版社  2011年7月  請求記号407
  科学の原理をもちいた不思議なマジックが、たくさん掲載されています。家でできる簡単なマジックを通して、科学にふれてみませんか?

『できるまで大図鑑』小石新八/監修  荒賀賢二/絵  東京書籍  2011年8月  請求記号500
  食べ物から巨大な建物まで、身近にあるさまざまな物が、どのようにしてできるのかを、わかりやすいイラストで解説しています。