電池は電気の貯蔵タンクではない
子どもに、オームの法則を教えていて、つまづいている箇所が判明しました。
おすそ分けです。（私の考えが間違っているかもしれないから、鵜呑みにしないようにね！）
電池について
子「電流はどこから生まれるの？電池で作られるの？」
私「電流ってどんなイメージ持ってる？？」
子「？？？」
私「流しそうめん器と同じだよ。」
ここから引用 ↓
私「電池とは、流しそうめん器で言えば、そうめんをブーストしてくれるポンプのこと。ポンプの中（黄色の箱の中）にはそうめんは無いよね。そうめんが電気（＝電荷）だよ。」
子「そうめんは、周囲に初めからあるね・・・」
私「そう、電気（＝電荷）はそもそも、導線の中に自由電子として存在しているの。ただ、ポンプが無いと流れないだけ。」
子「どうして流れないの？」
私「ポンプが無いと、どうしてそうめんは流れないのかね？」
子「まあ、流れないか・・・」
私「導線の中は中性を保ちたいからだね。勝手に流れたら永久機関の出来上がりだし。水も高いところから低いところには流れるけど、水平じゃ流れないよね。」
電流について
私「ちなみに、そうめんは電流ではないよ。」
子「じゃ、何が電流にあたるの？」
私「そうめんをすくうために動かさずにお箸を入れることを想像して。一本も取りこぼさずにすくえたとして、一秒間ですくえたそうめんが電流にあたる。まあ、言うなれば、そうめんが一秒間に流れる量が電流だね。」
電池に1900mAhとか書いてあるじゃん
子「電池に、1900ｍAhとか書いてあるから、アンペア、すなわち電流に関係するんじゃないの？やっぱり・・・」
私「関係しなくはないね。でも、単位はmA（ミリアンペア）×h（時間）でしょ？電流に時間をかけているから電流では無いのはわかる？」
子「わかる。電荷の量になるよね。」
私「そう、流しそうめん器だって、永久にそうめんを流し続けられるわけではないでしょう？いれた電池が動かなくなるまでに、流せるそうめんの量が1900mAhにあたる。止まるまでにポンプの前を通過したそうめんの総量だね。」
流しそうめん器と構造が違う
子「流しそうめん器は、ポンプが真ん中にあるけど、電池は流れを分断するように在るよ？」
私「そうだね。化学の分野になるから、ここではあまり触れたくなかったんだけど、実際電池は、流しそうめん器と異なる部分がある。導線と電池の中とでは振る舞いがことなるんだよ。導線には、マイナスの電子が電流とは逆向きに流れ、電池の中は、プラスの陽イオンが電流の向きに流れているよ。そうめんで言えば、器では、反そうめん物質が流れと反対方向に流れているから、そうめんが流れているように見えて、電池の中は本当にそうめんが流れの方向に動いている・・・といったところかな？？」
ここから引用 ↓
子「余計に分からなくなった。」
私「順を追って見ていこう。本当は順番なんて無いことが、わかるはず。」
①異なる金属を繋いで、両方とも水に漬ける。
②水の中にイオン化傾向しやすい金属がプラスの陽イオンとなって溶け出す。この金属が陰極。
③その際に、マイナスの電子が、陰極に取り残される。
④取り残されたマイナスの電子は、陽極で、水溶液中のプラスイオンと引き合う。プラスのイオンとは、水溶液中の水素イオンであったり、②で溶け出した金属イオンだったりする。
私「分かった？」
子「わからない。電流のスタートは陰極ってことになるから、電池が電気を貯めているってことじゃないの？」
私「うーん、違うんだよね。じゃあ、順番を変えて説明するよ。」
①異なる金属を繋いで、両方とも水に漬ける。
④水溶液中のプラスイオンが、陽極でマイナスの電子とくっつく。
②水溶液中のプラスイオンが少なくなるので、電気的中性を、保とうとして、陰極が、陽イオンとなり溶け出す。
私「あとは、繰り返し…」
子「むむ？どっちが先なの？」
私「どっちが先でも後でもない。だって、①にあるように異なる金属のイオン化傾向の違いが、起因であって、同じ金属では電子も陽イオンも流れないから。化学的なものが一番先にあるの。」
子「理解したけど、腑に落ちない…」
私「まあ、そんなもんよ…世の中は。電池はポンプだと思って。（化学的には、陰極の金属の溶出が先なんだけど、今は物理の授業だから・・・ね。）」
では、また。
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