ゼネコンとニクロム線で発熱実験
(ジュール熱)

   

対象等

小学生から高校生まで

目的

電流のエネルギーが熱に変わることを確かめる

準備するもの


 ゼネコン、温度計、エナメル線、ニクロム線、紙ヤスリ


実験場所、条件等

物理実験室
方法
@ ゼネコンの端子を接続せずに回した場合と、ショートさせて回した場合の手の感触を確かめさせます。(仕事をするということを実感してもらうためです)

A 100℃または50℃の温度計の下部に、1m程度のエナメル線を螺旋状に巻き付けセロテープで固定します。

B エナメル線の両端を削り、ゼネコンに接続し、ハンドルを回転させ、手の感触を確かめると共に、温度の上昇を確認します。

C 50cm程度のニクロム線を上記と同様に巻き付けセロテープで固定します。

D ゼネコンに接続し温度が激しく上昇することを確認します。
注意点
 ・ ニクロム線は、コイル状にしたとき、平行する線が接触しないように巻くよう指示しました

・ ニクロム線の場合は、温度計は200℃のものでも可だと思います。ただし温度を上げすぎるとセロテープが溶けます

・ ゼネコンは、内部のモーターにくっついたギヤーの造りがひじょうにお粗末で、激しく回しすぎるとすぐに壊れます。生徒には一定の回転を維持して時間をかけてと指示しています(盛り上がるとなかなか指示を守ってもらえませんが) 
結果  
・ エナメル線の場合は必死に回して、温度は1℃ぐらいしか上昇しません

・ ニクロム線の場合は100℃の温度計を使ったので最高温は確かめていません。100度を越して105℃ぐらいまで上げた斑がありましたが、そこでストップをかけました

・ エナメル線の入手に意外に苦労しました。私は埼玉県に住んでいますが、「カインズホーム」で売っているという情報があったのですが、場所によって無いこともあるようです

・ これだけの実験だと、説明も含めて15分ぐらいで終了します。私は電子メロディーを鳴らしたり、ゼネコン同士を接続したりする実験も行っています
考察、応用等
・ ニクロム線をきちんと絶縁して、水の中に入れて温められないかなと考えています。ビニールチューブで絶縁は可能ですが、温度が100℃ぐらいになると、ビニールの負担が大きいかなと思ってやっていません

・ ジュール熱の実験で、スライダックトランスを使って、シャープペンシルの芯を光らせる実験がありますが、これがゼネコンで出来ないものかと考えています。
  

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