直流と交流 発光ダイオードの光り方 点数が上がる高校入試理科問題

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電流の利用で登場する、直流と交流の問題演習を行います。乾電池や直流電源装置から出た電流と、発電機から出た電流がどのように異なるのか、発光ダイオードを使った実験で確認します。

直流と交流 発光ダイオードの光り方

問題下の図のように、直流電源装置と、スイッチ、発光ダイオードを使って回路を組み立てた。これについて、次の各問いに答えよ。

直流電流と交流電流

(1)図の装置で、発光ダイオードが光るのは、AとBのどちらか。記号で答えよ。

(2)図の装置に使われているのは直流電源装置である。直流電流とはどのような電流か。「向き」と「大きさ」という語句を使って簡潔に説明せよ。

(3)次に、電源装置を外し、かわりに手回し発電機を接続し、発電機のハンドルを回した。このとき、発光ダイオードAとBはどのように光るか。簡潔に説明せよ。

(4)この実験から、電流には2通りの電流があることがわかる。直流電源装置のような直流電流と、手回し発電機のような交流電流を表したものとして正しいものを、それぞれ、下のア~イから選び、記号を答えよ。

直流と交流

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直流と交流 発光ダイオードの光り方 解答・解説

(1)発光ダイオードB

発光ダイオードは、+端子が電源装置の+極側に、-端子が電源装置の-極側に接続されている場合に光ります。したがって、発光ダイオードBが点灯します。

(2)電流の流れる向きと大きさが変化しない電流。

乾電池や直流電源装置から流れている電流は、直流電流といわれます。電源の+極から-極に向かって一定の大きさで流れる電流です。

(3)交互に点滅する。

手回し発電機のような発電機から得られる電流は、交流電流になります。交流電流は、周期的に流れる電流の向きと大きさが変化する電流で、発電機や家庭のコンセントから得られる電流も交流電流となっています。図の装置では、発光ダイオードAとBが端子が逆になるように接続されているので、発光ダイオードAが光っているときには、発光ダイオードBは点灯しておらず、逆に、発光ダイオードBが点灯しているときには、発光ダイオードAが点灯していない状態になります。したがって、交互に点灯をくり返すように発光ダイオードが光ります。

(4)直流電流: 交流電流:

同じ向きに一定の大きさで流れる電流が直流電流で、図のアのかたちになります。一方の交流電流は、周期的に電流の流れる向きと大きさが変化する電流で、図のイのかたちになります。

直流と交流の基本の復習

直流電流と交流電流の違い、周波数とは何か。発光ダイオードを接続すると、どのように光るのかを簡潔に説明しています。問題が解けなかった人は是非参考にしてみてください。

中2理科「直流と交流」周波数や発光ダイオードの光り方

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