2

　　発光ダイオード（ＬＥＤ）　 １

　 　新しい信号機，駅の電光掲けい

示じ

板ばん

，ビルのかべにある大型テレビなどをよく見ると，光っているのは小さな点のようなものだと気づきます。この小さな点のようなものは，発光ダイオード（ＬＥＤ）という部品です。発光ダイオードは，ＬＥＤ電球にも使われています。

　⑴　発光ダイオードのつくり　 ２，３

　　 　発光ダイオードには，＋極と－極があります。発光ダイオードが光るのは，＋極から電流が流れたときだけです。反対につなぐと光りません。＋極と－極は足の長さで区別することができ，長い方が＋極，短い方が－極です。

　⑵　豆電球とのちがい　　 　発光ダイオードも豆電球も電流が流れると光りますが，

発光ダイオードには豆電球と比べて次のようなちがいがあります。

　　①　＋極から電流が流れないと光らない。　　②　小さな電力で光る。電気を光に効率的に変える。　　③　こわれにくく，長く使うことができる。

参　考 発光ダイオードに加える電圧が小さいと，電流が流れず光らない。

　　電気をつくる，ためる，使う　 　電気をつくることを発電，発電するための機械を発電機と

いいます。発電機によってつくられた電気は， 電気器具によって光，運動，音などに変えることができます。また，電気をためてから使うこともできます。

　⑴　手回し発電機　　①　手回し発電機のしくみと使い方　 ４，５

　　　 　手回し発電機にはモーターが入っています。ハンドルを回すとモーターのじくと電

でん

機き

子し

（電でん

磁じ

石しゃく

）が回り，このときに電気がつくられます。モーターに電流を流すと電機子が回りますが，これとは反対のことが起こっているわけです。手回し発電機のハンドルは，手回し発電機やつないだ電気器具がこわれないように，速く回しすぎないようにします。また，発光ダイオードや電子オルゴールのように＋極と－極の区別がある電気器具とは，手回し発電機と電気器具の＋極どうし，－極どうしをつなぐようにします。

1 ▼１　発光ダイオードを使った信号機

▼２　発光ダイオード（電気用図記号）

（＋極）

＋極

➡足の長い方が＋極。

－極

（－極）

▼３　電流の向きと光り方

➡発光ダイオードの＋極から電流が流　れると光る。

�　　　　　 1993年に青色に光る発光ダイオードが開発され，さまざまな色が表現できるようになった。

参　考

� 注　意  電気用図記号は，三角形がぬりつぶされているもの，矢印がないもの，矢印が左ななめ上を向いているものなどもある。

▼４　手回し発電機

歯車

ハンドル

クリップ

－極＋極モーター

▼５　手回し発電機どうしをつなぐ

➡片方のハンドルを回すと，もう片方　のモーターに電流が流れ，ハンドル　が回る。

2

☆ 発光ダイオード・発電機・コンデンサー第 回

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3

第☆回　発光ダイオード・発電機・コンデンサー　　②　ハンドルの回す速さ，向きを変える　 ６

　　　 　手回し発電機に豆電球，発光ダイオード，モーター，電子オルゴールを別々につなぎ，ハンドルを回す速さと向きを変えて電気器具のようすを比べます。

　　　 　６の表のＡとＢより，ハンドルを速く回すと，電流が大きくなることがわかります。また，ＡとＣより，ハンドルを回す向きを反対にすると，電流の向きが反対になることがわかります。

　　③　ハンドルの手ごたえを比べる　　　 　手回し発電機に豆電球と発光ダイオードを別々につなぎ，それぞれを光らせたときのハンド

ルを回す手ごたえを比べます。すると，豆電球よりも発光ダイオードの方が，手ごたえが軽くなります。このようになるのは，豆電球よりも発光ダイオードの方が，光っているときに流れる電流が小さいからです。ハンドルを回す手ごたえは，電流が大きいほど強くなります。

　⑵　コンデンサー　　①　コンデンサーに電気をためる　 ７

　　　 　コンデンサーは，電気をためることができる部品です。コンデンサーには＋端

たん

子し

と－端子があり，電気をためるときは，コンデンサーの＋端子と発電機や乾

かん

電池の＋極を，コンデンサーの－端子と発電機や乾電池の－極をつなぐようにします。

　　②　コンデンサーにためた電気を使う　 ８，９

　　　 　手回し発電機にコンデンサーをつなぎ，一定の速さで決められた回数ハンドルを回してコンデンサーに電気をためます。その後，すばやくコンデンサーをはずしてから豆電球や発光ダイオードにつなぎ，豆電球や発光ダイオードが光った時間を比べます。 注　意 光った時間を測ったあとは，コンデンサーの＋端子と－端子をショートさせ，コンデンサーにためた電気をなくしておく。

　　　 　９の表のように，ハンドルを回す回数が多いほど，豆電球の光った時間が長くなっています。このことから，ハンドルを回す回数が多いほど，コンデンサーにたまる電気の量が多くなることがわかります。また，ハンドルを回す回数が同じとき，豆電球よりも発光ダイオードの方が長く光っています。このことから，豆電球よりも発光ダイオードの方が，光っているときに使う電気の量が少ないことがわかります。

▼６　�ハンドルの回し方と電気器具のようすハンドルの回し方 豆電球 発光ダイオード モーター 電子オルゴール

Ａ　右回りにゆっくり 光った 光った 回った 音が鳴った

Ｂ　右回りに速く Ａより明るく光った Ａより明るく光った Ａより速く回った Ａより大きな音で鳴った

Ｃ　左回りにゆっくり Ａと同じ明るさで光った 光らなかった Ａとは逆向きに回った 音が鳴らなかった

▼７　コンデンサーに電気をためるコンデンサー＋端子

＋極

－極－端子

➡コンデンサーの＋端子に発電機の＋　極をつなぐ。電気がたまるにつれて，　ハンドルは軽くなる。

▼８　ためた電気を使う

➡コンデンサーの＋端子から電流が流　れるので，＋端子と発光ダイオード　の＋極をつなぐ。

回す回数 豆電球 発光ダイオード10回 ９秒 １分30秒20回 14秒 ２分20秒30回 16秒 ３分以上

▼９　�電気器具が光った時間の例

発光ダイオード（ＬＥＤ）　　 発電機　　 コンデンサー

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4

　 　右の図は，新型の信号機などに使われている，電流が流れると光る部品を表しています。これについて，次の問いに答えなさい。● 1

⑴　図の部品を何といいますか。⑵ 　図の部品をアルファベット３文字で何といいます

か。⑶ 　図の部品には＋極と－極があります。＋極は足の長い方ですか，

短い方ですか。⑷ 　次の文は，図の部品を光らせる方法について述べたものです。

　　　にあてはまることばを＋極，－極からそれぞれ選びなさい。　　 　図の部品が光るのは， 電流が　①　から流れたときである。

よって，乾電池を使って図の部品を光らせるためには，図の部品の＋極と乾電池の　②　を，図の部品の－極と乾電池の　③　をつなぐようにする。

　 　電気をつくったりためたりすることについて，次の問いに答えなさい。● 2

⑴　電気をつくることを何といいますか。⑵ 　次の文は，手回し発電機で電気をつくるしくみについて述べた

ものです。　　　にあてはまることばを答えなさい。　　 　手回し発電機の中には　　　が入っている。ハンドルを回すと

　　　のじくが回り，このときに電気がつくられる。⑶ 　手回し発電機のハンドルを回す速さを速くすると，電流の大き

さはどうなりますか。⑷ 　手回し発電機のハンドルを回す向きを反対にすると，電流の向

きはどうなりますか。⑸ 　手回し発電機に豆電球と発光ダイオードを別々につないで光ら

せたとき，ハンドルを回す手ごたえが強かったのは豆電球と発光ダイオードのどちらですか。

⑹ 　右の図は，電気をためることができる部品です。図の部品を何といいますか。

⑺ 　図の部品に電気をためるとき，乾電池や手回し発電機の＋極とつなぐのは，＋端子，－端子のどちらですか。

⑻ 　同じ量の電気をためた図の部品と発光ダイオード， 豆電球を別々につないで光らせたとき，長い時間光ったのは豆電球と発光ダイオードのどちらですか。

⑴

⑵

⑶

⑷①

　②

　③

　11

⑴

⑵

⑶

⑷

⑸

⑹

⑺

⑻

　22

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5

第☆回　発光ダイオード・発電機・コンデンサー

　　発光ダイオードについて，次の問いに答えなさい。⑴　発光ダイオードは，アルファベット３文字で何とよばれますか。⑵ 　次の図のように発光ダイオードと乾電池を接続したところ，

光った発光ダイオードが２つありました。それはどれとどれですか。図中のＡ～Ｄから２つ選び，記号で答えなさい。

　 　右の図のような手回し発電機をいくつかの器具とそれぞれつなぎ，つくった電気を利用しました。これについて，次の問いに答えなさい。⑴ 　手回し発電機とプロペラつきモー

　　 ターをつないでからハンドルを右に回すと，プロペラが回りました。

　　① 　ハンドルを回す速さを速くすると，プロペラの回る速さはどうなりますか。

　　② 　プロペラを逆に回すためには，ハンドルをどのように回せばよいですか。

⑵ 　手回し発電機と豆電球，発光ダイオードを別々につないでからハンドルを回すと，どちらも光りました。

　　① 　豆電球と発光ダイオードは，電気を何に変えるための器具ですか。次のア～エから１つ選び，記号で答えなさい。

　　　ア　熱　　イ　光　　ウ　運動　　エ　音　　② 　ハンドルを回すときの手ごたえは，発光ダイオードを光らせ

たときの方が軽くなりました。このようになるのは，発光ダイオードにどのような特

とく

徴ちょう

があるからですか。次のア～エから１つ選び，記号で答えなさい。

　　　ア　光っているときに流れる電流が豆電球より小さいから。　　　イ　光っているときに流れる電流が豆電球より大きいから。　　　ウ　＋極から電流が流れないと光らないから。　　　エ　－極から電流が流れないと光らないから。

⑴

⑵

１１

A B

C

D

⑴①

②

⑵①

②

２

ハンドル

２

基 本 問 題

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6

　 　右の図のように手回し発電機どうしをつなぎ，右の発電機のハンドルを回すと，左の発電機のハンドルが回り始めました。これについて，次の問いに答えなさい。⑴ 　左の発電機のハンドルが回ったのは，右の発電機でつくった電

気が左の発電機の何に流れたからですか。⑵ 　右の発電機のハンドルを逆向きに回すと，左の発電機のハンド

ルの回り方はどうなりますか。⑶ 　右の発電機のハンドルから手をはなし，今度は左の発電機のハ

ンドルを回しました。右の発電機のハンドルはどうなりますか。

　 　〔図１〕のように手回し発電機と部品Ａをつなぎ，ハンドルを20回回して部品Ａに電気をためたあと，〔図２〕のように部品Ａを豆電球につなぎかえ，豆電球が光った時間を調べました。さらに同じ実験を，豆電球のかわりに発光ダイオードを用いて行いました。これについて，あとの問いに答えなさい。

⑴　電気をためることができる部品Ａを何といいますか。⑵ 　〔図１〕のように部品Ａに電気をためるとき，手回し発電機のハ

ンドルはどのような速さで回せばよいですか。次のア～エから１つ選び，記号で答えなさい。

　　ア　だんだん速くする。　　イ　だんだんおそくする。　　ウ　一定の速さにする。　　エ　どのような速さでもよい。

⑶ 　電気をためた部品Ａと発光ダイオードをつなぐとき，どのようにすればよいですか。次の文の（　　）からあてはまることばをそれぞれ選びなさい。

　　 　部品Ａの①（＋端子，－端子）と発光ダイオードの＋極をつなぎ，部品Ａの②（＋端子，－端子）と発光ダイオードの－極をつなぐ。

⑷ 　実験の結果，豆電球と発光ダイオードの光った時間はどうなりましたか。次のア～ウから１つ選び，記号で答えなさい。

　　ア　豆電球の方が発光ダイオードよりも長く光った。　　イ　発光ダイオードの方が豆電球よりも長く光った。　　ウ　光った時間は豆電球も発光ダイオードも同じくらいだった。

⑴

⑵

⑶

３３

⑴

⑵

⑶①

②

⑷

４

〔図１〕 〔図２〕

手回し発電機

電気をためた部品A

豆電球

部品A

４

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7

第☆回　発光ダイオード・発電機・コンデンサー

第☆回　発光ダイオード・発電機・コンデンサー

トレーニング (P.4)解答

　　　⑴　発光ダイオード　　⑵　LED　　　⑶　長い方　　　⑷　①　＋極　②　＋極　③　－極　　　⑴　発電　　　⑵　モーター　　　⑶　大きくなる。　　⑷　反対になる。　　　⑸　豆電球　　⑹　コンデンサー　　　⑺　＋端子　　⑻　発光ダイオード

解説　　⑵　LED電球には，その名前のとおり，発光ダ

イオードが使われています。　　⑶　発光ダイオードの＋極と－極は，足の長さ

で見分けることができます。　　⑷　発光ダイオードが光るのは，＋極から電流

が流れるように乾電池や発電機とつないだ場合だけです。

　　⑴　発電をするための機械は，発電機といいます。

　　⑵　モーターに電流が流れると，中にある電機子が回ります。これとは反対に，電機子を回すと，電流が流れます。これと同じようなしくみは，火力発電，水力発電，風力発電などでも用いられています。

　　⑶⑷　ハンドルを回す速さは電流（電圧）の大きさに，ハンドルを回す向きは電流の向きに関係しています。

　　⑸　ハンドルを回す手ごたえが強いのは，電流が大きいときです。発光ダイオードよりも豆電球の方が光っているときに流れる電流が大きいため，手ごたえが強くなります。なお，手回し発電機に何もつながないときは，電流が流れないため，ハンドルを回す手ごたえはとても軽くなります。

　　⑺　＋端子と－端子をまちがってつなぐと，コンデンサーがこわれることがあります。

　　⑻　発光ダイオードは，豆電球よりも光るときに使う電気の量が少ないため，長い時間光ります。このように光る時間を比べるときは，コンデンサーにためる電気の量が同じになるようにします。

1

2

1

2

基本問題 (P.5，P.6)解答

　　　⑴　LED　　⑵　Ｂ，Ｄ　　　⑴　①　速くなる。　②　左に回す。　　　⑵　①　イ　②　ア　　　⑴　モーター　　　⑵　逆向きに回る。　　⑶　回る。　　　⑴　コンデンサー　　⑵　ウ　　　⑶　①　＋端子　②　－端子　　　⑷　イ

解説　　⑵　発光ダイオードの足は， 長い方が＋極で

す。発光ダイオードの＋極から電流が流れるようになっているものを選びます。

　　⑴　モーターに流れる電流が大きいほど，モーターは速く回ります。また，モーターに流れる電流の向きが反対になると，モーターの回る向きは反対になります。

　　⑵　豆電球も発光ダイオードも電気を光に変えるものですが，発光ダイオードの方が小さな電流で光らせることができるため，電気を効率よく利用しているといえます。

　　⑴　右の発電機でつくった電気によって左の発電機のモーターが回るため，左の発電機のハンドルが回ります。この実験では，同時に両方の発電機のハンドルを持たないように注意します。

　　⑵　ハンドルを逆向きに回すと，電流の向きが逆になります。

　　⑶　左の発電機のハンドルを回したときも，右の発電機のハンドルを回したときと同じようになります。

　　⑵　コンデンサーに電気をためるときは，手回し発電機の＋極とコンデンサーの＋端子をつなぐようにすることにも注意します。

　　⑶　電気をためたコンデンサーからは，＋端子から電流が流れます。発光ダイオードは＋極から電流が流れないと光らないため，コンデンサーの＋端子と発光ダイオードの＋極をつなぐようにします。

　　⑷　コンデンサーにためた電気の量は同じなので，発光ダイオードの方が長く光ったことから，発光ダイオードは豆電球よりも光るときに使う電気の量が少ないといえます。

１２

３

４

１

２

３

４

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