Miksi aloittaa 5A:sta? Ymmärrä analogisen ampeerimittarin käyttö kokeiden avulla – ja ihastu digitaaliseen ”Petit Meter” -mittariin!
Olen tiedekouluttaja Ken Kuwako. Jokainen päivä on täynnä kokeita.
Jotakin, mitä emme voi nähdä silmillämme, mutta joka on silti varmasti olemassa. Se on ”sähkövirta”. Kun kytkemme katkaisimen päälle, valo syttyy ja moottori alkaa pyöriä. Mutta mitä sähkövirta oikeastaan on?
Piirikaavioiden jälkeen seuraava aihe on virtamittarin käyttö. Sähköpiirien kolmannella oppitunnilla tutustuimme ensin sähkövirran perusasioihin. Tutkimme käytännössä, mitä tapahtuu, kun pariston plus- ja miinusnapojen liittimet vaihdetaan hehkulampun ja LED-lampun kanssa.
Tuloksena huomasimme, että hehkulamppu toimii samalla tavalla kumpaan suuntaan tahansa kytkettynä, mutta LED-lamppu reagoi eri tavalla: se saattaa syttyä hetkeksi ja sammua. Tässä vaiheessa oppilaat alkavat huomata: ”Ehkä jokin virtaa vain yhteen suuntaan?” Kun teemme kokeen moottorilla, pyörimissuunta muuttuu, kun liitännät vaihdetaan. Tästä voidaan päätellä, että sähkövirralla on suunta. Tässä vaiheessa emme kuitenkaan vielä tiedä, kumpaan suuntaan sähkövirta todellisuudessa kulkee.
Lisäksi esiin nousee toinen kysymys: ”Kuinka paljon sähkövirtaa oikein kulkee?” Tähän kysymykseen vastaamiseen tarvitaan virtamittaria.
Ensimmäinen kohtaaminen työkalun kanssa, joka mittaa sähkövirran ”suuruutta”
Koska virtamittari löytyy myös oppikirjojen harjoituksista, selitin oppilaille analogisen virtamittarin käytön. Koulullamme on myös pieni digitaalinen virtamittari, jota kutsumme nimellä Petit Meter, joten kerroin oppilaille, että tällä kertaa tutustumme analogiseen mittariin, vaikka tulevaisuudessa käytämme pääasiassa digitaalista mittaria. Mittauslaitteiden kehittyminen ajan mukana on yksi tieteen kiinnostavista puolista.
直流電流計 プチメーター CT-A コンパクト デジタル電流計
Tässäkin tärkeää on ”tehdä itse käsillä”. Pyysin ensin oppilaita hakemaan piirisarjat. Tällä kertaa jokaiselle ryhmälle annettiin yksi sarja.
Analogista virtamittaria käyttäen harjoittelimme käytännössä esimerkiksi sitä, miten virtamittari liitetään sähköpiiriin (sarjaan piirin kanssa).
Lisäksi selitin miinusliittimen käytöstä, että mittaus aloitetaan aina suurimmasta mittausalueesta eli 5 ampeerista, jonka jälkeen aluetta pienennetään tilanteen mukaan 500 mA:iin ja 50 mA:iin. Kerroin myös, että mittarin lukema arvioidaan pienimmän asteikon jaon kymmenesosan tarkkuudella.
Tämän jälkeen jaoin oppilaille Petit Meter -virtamittarit ja kerroin, että jatkossa käytämme pääasiassa tätä laitetta. Petit Meterissä ei tarvitse miettiä asteikon読み取り方、画面に表示された電流の値を読むだけです。Analogisella mittarilla苦労していた生徒からは、安心したような声も聞こえてきました。
Käsikäyttöisellä generaattorilla koetaan sähkövirran ”voima”
Tässä vaiheessa suosittelen erityisesti kokemusta, jossa käsikäyttöinen generaattori yhdistetään virtamittariin. Kun sähköä tuotetaan oman käden voimalla eikä paristolla, oppilaat voivat todella tuntea: ”Sähkövirralla on näin suuri vaikutus!”
Aluksi generaattori kytketään virtamittarin suurimpaan mittausalueeseen eli 5 A:iin ja sitä pyöritetään. Vaikka kuinka yrittäisi pyörittää voimakkaasti, viisari liikkuu vain hieman. Mutta kun liitin vaihdetaan 500 mA:n tai 50 mA:n alueelle, tilanne muuttuu täysin. Tässä on tärkeä sääntö: kahvaa tulee pyörittää hitaasti.
Jo pienellä pyöräytyksellä viisari heilahtaa voimakkaasti! Kun oppilaat pohtivat ”mitä tapahtuisi, jos pyörittäisimme täydellä voimalla?”, he päätyvät luonnollisesti vastaukseen. Viisari menisi yli asteikon ja mittari voisi rikkoutua.
Herkkien antureiden suojelemiseen tarvittava ”tapa”
Virtamittarin 50 mA:n liitin on erittäin herkästi rakennettu, koska sillä mitataan pieniä sähkövirtoja. Se on vähän kuin laittaisi raskaan tavaran keittiövaa’an päälle. Se voi rikkoutua hetkessä. Siksi on tärkeää aloittaa aina suuresta mittausalueesta (5 A).
Tämä ei ole vain sääntö, jota pitää noudattaa. Se on tietoa ja viisautta, jonka avulla mittaria suojellaan tuntemattomalta sähkövirralta. Tällaisten kokemusten kautta oppilaat ymmärtävät ”miksi näin tehdään” eivätkä vain opettele asiaa ulkoa.
Yksi todellinen kokemus voi jäädä mieleen paremmin kuin sata kertaa toistettu ulkoluku. Kannattaa ehdottomasti kokeilla.
Yhteydenotot ja yhteistyöpyynnöt
Tehdään tieteen ihmeistä ja hauskuudesta entistä läheisempiä! Esittelen helposti kotona tehtäviä kiinnostavia tiedekokeita ja niiden vinkkejä selkeästi ymmärrettävällä tavalla. Tutustu rohkeasti eri sisältöihin!
６月のイチオシ実験！
レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ６月３日（水）20:30〜 「
バカリズムのちょっとバカりハカってみた！」（テレビ東京）を科学監修・出演します。テーマは「 そばの出前は何人前まで運べるのか、限界を測ってみた」です。 - ６月４日(木) 7:00〜 「THE突破ファイル」（日本テレビ）について科学監修しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 公開研究会「脱作業化！デジタル化と段階的指導で実現する オームの法則の探究」
- ６月28日（日） ダビンチマスターズ＠昭和女子
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
