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東北電力

 

電気と科学のひろば - おもしろ実験工房

ワンデイ実験隊

手作り電球/シャープペンの芯が輝いた!

電球がキミにもできる、って言ったら信じてくれるかな?
空きビンとシャープペンの芯と電池で、ホントに作れるんだよ。
ちょっと気合いを入れて、挑戦してみてよ!

手順
  • 空きビンの中に、シャープペンの芯をセットします。
  • そこに電池の電気を流すと、シャープペンの芯が輝き出して・・・。
  • 実は、エジソンの電球とほとんど同じ仕組みなんです。
用意するもの

材料

  • 空きビン(ジャムのものなど、口が広くふたのできるものがよい)
  • シャープペンの芯(Bより濃いものがよい)
  • 単三電池 6本(アルカリ電池がよい)
  • 電池ボックス(単三6本を直列にできるもの、なければガムテープで6本をつなぐ)
  • みの虫クリップ 1本(50cmくらいのコード付きのもの、まんなかで切っておく)

道具

  • キリ(千枚通し、クギでもよい)
  • ハンマー(またはげんのう)
  • カッター(またはニッパー)
  • 接着剤(瞬間接着剤かゴムボンド)
  • 記録用のカメラ・デジカメ

写真:用意するもの

作りかた
1.  写真を参考に、空きビンのふたに小さな穴を二つ開けます。
※穴と穴の間は、シャープペンの芯の長さより短くしてください。

写真:作り方1

2.  みの虫クリップ付きコードを、それぞれまん中で切って、2本にします。切ったところは芯を出しておいてください。

写真:作り方2

写真:作り方2

3.  この4本のうち2本をふたに取り付けます。ビンのふたの内側からコードを通し、接着剤で、動かないようにしっかり固めておきます。

写真:作り方3

写真:作り方3

4.  ビンのふたから出したコードは、片方を電池ボックスのマイナス側につなぎます。
※スイッチ式の電池ボックスの場合はプラス側もつなぎます。ただしスイッチはまだ入れないこと。
5.  2つのみの虫クリップに、シャープペンの芯をはさみます。
※芯を折らないように、ていねいに。

写真:作り方5

6.  もう片方のコードを電池ボックスのプラス側につなぎ、電気を通し、クリップにはさまれたシャープペンの芯から煙が出たら、一旦コードを外します。
※スイッチ式の電池ボックスの場合は、スイッチを入れて、煙が出たら、切る。
※一度電気を通すのは、芯の中の不純物が燃えて出る煙を出してしまうため。

写真:作り方6

7.  芯を折らないように、空きビンにふたをします。これで準備完了。

写真:作り方7

遊びかた
1.  ビンのふたがしっかりしまっているのを確かめ、電気を通します。
まずすこしだけ煙が上がり、やがてシャープペンの芯が光り出します。
しばらく光っていますが、やがてひときわ輝いたと思うと、消えてしまいます。
消えたあとをよく見ると、シャープペンの芯が切れています。
光っている時や光ったあとの芯はとても熱くなっていますのでさわらないように!

写真:遊びかた1

写真:遊びかた1

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うまくいかないときは?
  • 配線の接触不良がないか、もう一度たしかめてみましょう。
  • 電池をふやしてみましょう。
    絶対に家庭用の電源などにつないだりしないでください。
  • シャープペンの材質にムラがある場合もあります。交換してみてください。
他にも!
  1. ビンの中で光らせた時と外で光らせた時ではどちらが長い時間光るかやってみよう。
  2. 切れてしまったシャープペンの芯の太さを光る前とくらべてみよう。
  3. より明るく、より長い時間光らせるためにはどうしたらよいか、考えてみよう。
かいせつ
  • 電気は、通りにくいところにさしかかると、そこで熱を出し、ついには光を放ちはじめる性質があります。この性質を使って、電球の中で光を出しているものをフィラメントといいます。しかし、今回の実験でわかるように、シャープペンの芯のフィラメントは、空気中の酸素と反応して燃えつきてしまいます。
  • そこでエジソンは、フィラメントのまわりをガラスで囲い、その中を真空にして酸素とふれないようにしました。これがエジソンの電球です。
  • はじめ、エジソンの電球のフィラメントは日本の京都の竹を蒸し焼きして作った炭(=炭素、シャープペンの芯も炭素であることは同じ)でしたが、現代の電球ではタングステンという金属を、コイル(バネの用な形)にして使っています。
ナビ博士のふしぎな理科室