Heitä hyvästit hehkulampuille! Näin virtapiiri yksinkertaistuu.
Tässä puhuu tiedevalmentaja Kuwako Ken. Jokainen päivä on koe.
Oletko koskaan miettinyt: “Häviääkö sähkö matkalla jonnekin?” Tämä yksinkertainen kysymys on itse asiassa sellainen, johon monet oppilaat kompastuvat fysiikan tunneilla. Kun sähkövirta kulkee vastuksen tai pienen hehkulampun läpi, väheneekö se? Vai pysyykö se samana? Tässä jutussa valmistaudumme Ohmin lain kokeeseen tutkimalla sähkövirran perusominaisuuksia. Kyseessä on neljännen oppitunnin muistiinpanot sähköopetuksen sarjassa. Aiemmat vaiheet löydät täältä:
- Lyijykynäpiiri 1. tunti
- Piirikaavion piirtäminen 2. tunti
- Ampeerimittarin käyttö 3. tunti
Kokeillaan hehkulampulla! Pariston ja virtapiirin tutkimus
Neljännellä tunnilla rakensimme ensin virtapiirin käyttäen tuttua yhdistelmää: paristo ja pieni hehkulamppu. Muuttamalla paristojen määrää muutamme jännitettä ja tutkimme ampeerimittarilla: “Miten virran suuruus muuttuu lampun eri puolilla?” 
Aloitimme tekemällä hypoteeseja. Kutsutaan lamppuun menevää virtaa I1:ksi ja siitä poistuvaa virtaa I2:ksi. Miten ne suhteutuvat? Noin kaksi kolmasosaa arveli, että I1 on suurempi kuin I2. Noin kolmasosa uskoi niiden olevan samat. Pieni joukko taas ajatteli, että I2 on suurempi.
Ajatus siitä, että I1 olisi suurempi, perustui usein siihen, että “sähköä kuluu” lampussa. Ne, jotka arvelivat virran olevan sama, vertasivat sitä verenkiertoon: virtaus pysyy samana, vaikka se kulkee eri kohtien läpi. Ja I2:n suuremmuutta perusteltiin sillä, että virran suunta voi olla “toisin päin kuin luulimme”.
Tänä vuonna otimme käyttöön kompaktin ampeerimittarin nimeltä Petit Meter. Sen ansiosta piiri pysyy siistinä ja mittauskohdat näkyvät yhdellä silmäyksellä. Todella selkeää!
Tässä on, mitä kokeessa oikeasti tapahtui:
Sähkövirta ei muutu hehkulampun eri puolilla! Sähkö ei siis “kulu loppuun”. Sen sijaan energia muuttuu valoksi ja lämmöksi, mutta sähkövaraus (elektronit) jatkaa kiertämistään piirissä. Tämä muistuttaa vesiputkea: vesi ei katoa matkalla, vaikka se virtaa putken läpi.
Teimme saman kokeen myös vastuksella lampun sijaan. Tulos oli täsmälleen sama. Virran suuruus ei muutu vastuksenkaan eri puolilla. Tätä ominaisuutta voi kutsua virran säilymisen laiksi. Sarjakytkennässä virta on kaikkialla sama – tämä on keskeinen perusta Ohmin lain ymmärtämiselle.
Hehkulampusta vastukseen – työkalujen kehitys muuttaa kokeita
Hehkulamppu on helppo ja havainnollinen, mutta sillä on heikkoutensa: se palaa rikki, jos jännite on liian suuri. Siksi se ei sovi hyvin tarkkoihin, toistuviin mittauksiin. Tästä eteenpäin siirrymme käyttämään vakaampaa vaihtoehtoa: vastuksia. On aika sanoa hyvästit lampulle!
Virtalähde Petit-X – jännite hallintaan tarkasti
Toinen iso muutos on virtalähde Petit-Xn käyttöönotto。
Virtalähde Petit-X
Paristoilla jännite muuttuu vain 1,5 voltin askelin, mutta virtalähteellä sitä voi säätää vapaasti ja tarkasti. Näin voimme piirtää jännitteen ja virran välisestä suhteesta kauniin, jatkuvan kuvaajan – ja nähdä selvästi Ohmin lain mukaisen suoran verrannollisuuden.
Petit-X tekee koko kytkennästä kompaktin ja selkeän verrattuna suuriin virtalähteisiin. Johdotus on siistiä ja kokonaisuus helposti hahmotettavissa: näet yhdellä vilkaisulla, mikä on kytketty mihin.
Kun teimme saman kokeen Petit-X:llä 1,5 voltin jännitteellä, saimme samat tulokset kuin paristolla. Lisäksi paristojen ongelma – niiden tyhjeneminen – katoaa kokonaan. Niillekin voi siis sanoa hyvästit.
Hyvät työkalut parantavat sekä mittausten tarkkuutta että oppilaiden ymmärrystä. Todella: välineet muuttavat kokeen luonteen.
Yhteydenotot ja yhteistyö
Tuodaan tieteen ihmeet lähemmäs arkea! Täältä löydät hauskoja kotikokeita ja selkeitä vinkkejä niiden toteuttamiseen. Kokeile hakea lisää! ・Blogimme sisällöstä on julkaistu myös kirja. Katso lisää täältä ・Lisätietoa kirjoittajasta: täällä ・Yhteistyöpyynnöt (kirjoittaminen, luennot, työpajat, TV-asiantuntijuus ym.): täällä ・Artikkelien päivitykset julkaistaan X:ssä!
Tiedekanavalla julkaistaan kokeisiin liittyviä videoita!
５月のイチオシ実験！
キーンと冷えるドライアイス！気温が上がってくるこの時期・ドライアイスを使った昇華・凝結・等速度直線運動の実験はいかが？
液体ゼロ！ドライアイスが消えるまでの３時間を科学する（昇華・凝結・等速度直線運動）
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 4月30日（木）「THE突破ファイル」（日本テレビ）の科学監修を担当しました。
- 5月8日（金）理科教育ニュースを担当しました。
- 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） 千葉大学の公開研究会（中学理科について授業公開予定）
- 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。
