Yksi lanka, kymmenen langan teho?! Rakenna tehokkain kela taikalangalla ’Pascal-langalla
Tiedekasvattaja Ken Kuwako täällä. Joka päivä on koe.
Ulkoisesti ihan tavallinen sähköjohto. Mutta entä jos paljastaisin, että tuo johto kätkee sisäänsä salaa kymmenkertaisen tehon? Eikö kuulosta jännittävältä? ”Pascal-johto” on juuri tällainen taikatemppu pullossa. Yhden letkun sisään on niputettu kymmenen erillistä johdinta, ja kun virtaa syötetään, teho on peräti kymmenkertainen tavalliseen johtoon verrattuna – nimensä veroinen kummajainen.
(Pascal-johdon rakentamiseen sopivaa kaapelia, kuten Fujikura VCTF 0,3sq × 10-johtiminen, saa Amazonista.)
Kymmenkertainen teho tiivistettynä – kokeilulaite
Rakensin tästä kymmenkertaisen tehon Pascal-johdosta (1 m) vielä tehokkaamman laitteen. Homma oli yllättävän yksinkertainen: kierrä johto keloksi, siinä kaikki.
Muistatko sähkömagneetin ja moottorin toimintaperiaatteen? Mitä enemmän kela on kierretty ja mitä voimakkaampi virta siinä kulkee, sitä vahvempi magneetti syntyy. Kierrätin tätä Pascal-johtoa noin 20 kertaa ja kiinnitin sen paikoilleen. Silmämääräisesti kyse on vain 20 kierroksesta. Mutta muistathan – Pascal-johdon sisällä piileskelee kymmenen johdinta. Joten todellinen tulos on…
Kyllä juuri niin: 20 kierrosta × 10 johdinta = yhteensä 200 kierrosta!
Tällä kikalla sain aikaan tehokkaan kelan ilman, että olisin joutunut väsäämään 200 kierrosta ohutta kuparilankaa käsin. Tämä oivallus on itse asiassa sähkön maailmassa todella tärkeä periaate. Myös voimalaitosten jättimäiset generaattorit ja junia liikuttavat sähkömoottorit tuottavat suuren tehonsa juuri kasvattamalla kelan kierrosmäärää ja virtaa. Pascal-johto antaa mahdollisuuden kokea tämän ”oikean tekniikan” pienoismallin kämmenen kokoisena.
Sähkön ja magnetismin taikaa herättämässä
Mitä tällä ”200 kierroksen kelalla” sitten voi tehdä? Se paljastaa kerralla fysiikan keskeisen jännittävän ilmiön: sähkön ja magnetismin välisen yhteyden.
Kokeile ensin ilman paristoa: työnnä ja vedä magneettia kelan sisällä. Pelkästään tämä riittää tuottamaan ”sähkömagneettisen induktion” ilmiön – toisin sanoen sähköä syntyy. Kelan sisäinen magneettikentän muutos synnyttää sähköä. Sama periaate toimii niin polkupyörän valoissa kuin suurissa voimalaitoksissakin.
Kytke sitten keloon yksi tavallinen D-koon paristo. Nyt kela muuttuukin voimakkaaksi sähkömagneetiksi! Kokeile tuoda kompassi lähelle – mitä tapahtuu?
Katsokaa vain!
Kompassineula nytkähtää voimakkaasti. Pelkkä yksi paristo riittää – todiste siitä, että 200 kierroksen teho synnyttää vahvan magneettikentän. Muuten, tiesitkö, että koko maapallo on itsessään valtava magneetti? Kompassineula osoittaa pohjoiseen, koska maan sisuksissa virtaava rauta ja nikkeli toimivat kuin jättimäinen kela ja synnyttävät magneettikentän.
Kun ajattelee, että kämmenen kokoinen koe ja koko maapallon laajuinen ilmiö perustuvat samaan periaatteeseen, siinä on jotain melko hienoa mittakaavan romantiikkaa.
Turvallinen ”älykäs” oikosulku?
Jos tässä kohtaa jokin alkoi askarruttaa, fysiikan vainusi on terävä. ”Eikö pelkän johdon kytkeminen paristoon ole oikosulku? Eikö se ole vaarallista?” Aivan oikein, normaalisti näin olisikin. Mutta kun mittasin tämän laitteen virran, se oli vain noin 0,6 ampeeria. Tämä on aivan turvallista paristokäytössä. Miksi suurta virtaa ei siis synny?
Salaisuus piilee johdon pituudessa. Johdolla on aina sähkövastus eli virran kulkua hidastava ominaisuus. Käytetty Pascal-johto on tosin vain metrin mittainen, mutta sisältää kymmenen erillistä johdinta. Kun se vielä kierretään 20 kertaa, sähkön kulkema matka venyy huomattavan pitkäksi. Mitä pidempi matka, sitä suurempi vastus – ja sitä pienempi (turvallisempi) virta.
Tässä laitteessa siis hyödynnetään johdon omaa vastusta niin, että vaikka kyseessä onkin teknisesti oikosulku, suurta virtaa ei pääse syntymään. Siksi johto ei myöskään kuumene juurikaan, vaikka se olisi kytkettynä pidempään.
Tämän ansiosta koulussakin voi helposti valmistaa laitteen jokaiselle ryhmälle ja antaa oppilaiden turvallisesti kokeilla ”oikeaa sähkömagneettia” käsissään. Kokeilkaa kotonakin rakentaa oma kymmenkertaisen tehon kela ja tutustukaa sähkön ja magnetismin ihmeelliseen maailmaan!
Pascal-johdon rakentamiseen sopiva kaapeli: Fujikura VCTF 0,3sq × 10-johtiminen
Yhteydenotot ja tilaukset
Tehdään tieteen ihmeistä ja hauskuudesta entistä lähempänä arkea! Sivustolta löydät helppoja kotikokeita ja niiden vinkkejä selkeästi koottuna. Käy tutustumassa!
・Tiedevihkon sisältö on julkaistu myös kirjana. Lisätietoja täällä
・Tietoa ylläpitäjästä Ken Kuwakosta täällä
・Erilaiset toimeksiannot (kirjoitukset, luennot, kokeilupajat, TV-konsultointi, esiintymiset jne.) täällä
・Artikkelipäivitykset X:ssä!
Tiedekokeiluja-kanavalla julkaistaan kokeiluvideoita!
９月のイチオシ実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ９月25日（金）21:00〜 かまいたちの瞬間回答！にて、科学監修を行いました。
- １０月１０日（土）11:15~12:00 千葉市科学フェスタ2026「桑子先生の回転科学ショー」にてサイエンスショーを行います。
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
『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！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
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。
