夏休みキッズ環境講座2025

LED電気実験
宿題の回答

実は正解はたくさんあります。一つだけではなく、電気の回路はいろいろなつなぎ方ができるので、ここでは一つの例を示します。ただしエレックさんの通り道は一つで表すことができます。

ポイント

宿題を解くためには、いくつかのポイントがあります。

LEDの色と必要な「元気」を分ける

LEDは色によって、必要なボルト、つまり「エレックさんの元気」が違います。

特に赤と黄は、青と白よりも少ない元気で点灯します。逆にいうと、赤と黄に、青と白に必要な「元気」をあげてしまうと、LEDが壊れてしまうことがあるのです。

そこで、講座では抵抗という「ワンダートンネル」を使って、エレックさんの「元気」を調整(コントロール)することができることを学びました。

一本道コースと分かれ道コース

エレックさんの通り道には2つありました。

Aの一本道コースはすべてのアトラクション、たとえば「ワンダートンネル」、「光の滑り台」そして「豆電球」などを、全部通らないといいけないので、もらった「元気」はどんどん使われてしまいます。

でも、Bの分かれ道コースでは、エレックさんが分かれて進むことができるので、もらった「元気」を同じように、どちらの道でも使うことができます。

光のすべり台には向きがある

LED「光のすべり台」は、エレックさんの登るところと滑るところがあって、道をちゃんとつながないと明るくならないことも学びました。

回路図


右の図のような回路図が解答です。

青と白、赤と黄をそれぞれ「分かれ道コース」でつなぐと、どちらにも同じ「元気」を持つエレックさんが通ることになるので、同じ明るさになります。

そしてそれぞれの道を、さらに「分かれ道コース」でつなぐことで、青と白、赤と黄のブロック部分にも同じだけの「元気[」をもつエレックさんが通ることになります。

ただし、赤と黄は2ボルトの「元気」だけでよいので、どちらにも同じだけの元気をコントロールするため、今度は「ワンダートンネル」を、赤と黄のLEDと「一本道コース」でつないで、元気を調節してあげるのです。


解答例

例えばこのようなつなぎ方になります。実は今回、実験キットに入れてある、小さなこの字型のワイヤーを使うと、このようにきれいにつなぐことができます(聞いてないよぉー)

解答例に近づいて見よう

+プラスからエレックさんの通り道を見てみましょう。

茶色のワイヤーを通って、1の列、jのところ(一番右)にエレックさんが入ります。

1の列、hのところにワンダートンネルの足をさします。ワンダートンネルには方向がないのでどちらをさしてもかまいません(豆電球といっしょ)。

fとgそれぞれに白と青のLEDを差しますが、エレックさんといっしょに進んでいるので、こちらはすべり台の登るところになりますから、足の長いほうをさします。

次が難しいところです。6の列で、ワンダートンネルと赤と黄のLEDを「一本道コース」にするために結ぶところと考えました。6の列のjとiに赤と黄のLEDの足をさしますが、エレックさんといっしょに進んでいるので、すべり台の登るほうの足をさします。さらにワンダートンネルと一本道でつなぐため、6の列の別のところに、ワンダートンネルのもう一方の足をさします。これで、ワンダートンネルと赤と黄のLEDが、6の列で一本道になりました。

さて今度は、青と白のLEDの道を作ります。1の列のfとgにすべり台の登るところが入っているので、今度はエレックさんがすべって降りてくるところを決めます。あまり遠いと足が開きすぎてしまうので、この図のようにちょうどよい7の列に決めました。すべった後、エレックさんが電池に帰るための道をつくらないといけません(回路図を見ながら考えてみましょう)。回路図をよく見ると、電池に帰るときには、白と青、赤と黄のLEDが全部つながっていることがわかります。ということは、電池に帰るエレックさんはどこかで合流しなければならないということです。

合流の後、エレックさんは電池のーマイナスに帰っていくので、12の列をその合流するところと決めました。なぜかというと、赤と黄のLEDのもう一方の足が、12の列にちょうどよくささることや、赤いワイヤーの長さが、7の列から12の列までちょうどよいからです。

そして電池ボックスの赤の線をブレッドボードの赤のどこかに、黒の線をブレッドボードの青のどこかにさして、スイッチをオンすると、このように点灯します。

白と青は強く光っていますが、赤と黄は弱く光っています。それぞれの光のすべり台を通るエレックさんの元気が、みんな一つの電池から元気をもらっているのに、ちがうことがわかります。


これ以外にも解答はたくさんあります。
「こんなのできた!」とか「これはどうして点かないの?」といった質問がある方は、文章と回路の写真をメールで送ってください。まっつん先生がメール等でコメントします!
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