風車の実験
風車の形や大きさ、プロペラの枚数で発電の力は変わるのだろうか。せん風機の風で模型の風車を回して調べてみることにした。(準備：実験①,②､本番：実験③)
実験①発電機の力を調べる。
したこと
２つのモータの軸をつないだ直結発電機の力を測る
結果
| 発電機に加えた力 | 発電した結果 |
| 1.5Vの電池で回す モーター |
① 豆電球が明るく光った ② テスターで計った 電圧： 0.7ボルト 電流：100ミリアンペア |
電圧×電流＝電力 であることを教えてもらって計算した。
0.7ボルト×100ミリアンペア＝70ミリワット
単一電池で加えた1.5ボルトの電気ほどの力は出なかったがマブチモーターでもきちんと発電することがわかった。
 |
 |
|
モーター直結発電機
|
直結発電機の力をはかる
|
実験② 発電機に合う負荷を選ぶ
したこと
違う３つの豆電球とつないで明るさをみる。
結果
| 2.5Ｖ（普通の豆電球） | 2.2Ｖ(レンズつきニップル球) | 1.1Ｖ(レンズつきニップル球) |
| 少しだけついた | 少しだけついた | つかない |
|
少しだけついたレンズつきのニップル球(2.2ボルト)を風車の発電の実験に使うことにした。 |
 |
実験③ 色々なプロペラで発電の力を調べる。
したこと
プロぺラをつけ変えて発電の様子を見る。
 |
結果
|
写真
|
プロペラの 大きさと枚数 |
||||
|
風量：小 (ﾍﾞﾋﾞｰ風) |
風量：中
|
風量：大
|
|||
|
①
|
８cm
|
３枚
|
(動かない) |
220mV 70mA |
580～700mV 120～125mA |
|
②
|
６枚
|
(動かない) |
100mV 30mA |
650～850mV 130～135mA |
|
|
③
|
20cm
|
２枚
|
100～170mV 30～60mA |
330～340mV 100mA |
480～500mV 120mA |
|
④
|
４枚
|
100～200mV 40～70mA |
350～360mV 100mA |
490～550mV 120mA |
|
☆ 何回か読み取って同じ値に近い数値を記入した。
☆ 電圧は、それぞれの数値の範囲でふらふらしている。電流は、あまり変わらない。
☆ ②はプロペラの角度が他と比べ反対向きであり、回る方向が変わり電圧と電流の向きも反対になった。
☆ 豆電球がついたのは、①②の風量：大のときだけだった。
☆ 電圧はふらふらしていたが、一番力が出たのは②の風量が大のときだった。
☆ 電流と電圧は、それぞれの一番大きい値をあらわしている。
☆ 風量が大のとき、①と②だけ豆電球がついた。
ほかはどれもつかなかった。
| 写真 |
プロペラの 大きさ･枚数 |
発電の様子 | わかったこと |
| ① |
小 ３枚 (直径8cm) |
(1) 扇風機の強さが小(ベビー風)のときに風車はまわらなかった。中にすると少し回りだしたがあまり勢いはよくなかった。 (2) 扇風機の強さを大にすると、勢いよく回るようになったが、プロペラの回る音が大きくなったり小さくなったりしていた。テスタの電圧はプロペラの回る音にあわすように大きくなったり小さくなったりしてふらふらしていた。豆電球はモーター直結発電のときと同じくらいの明るさで光った。 |
(1) プロペラが小さいと風を受けにくいせいか、風車は回らないことがわかった。 (2) 風が強くなると風車の回転は安定しないことがわかった。 |
| ② |
小 ６枚 (直径8cm) |
(1) 小３枚のプロペラと角度が違うので反対向きにまわった。テスタのプラスとマイナスも逆につながないとはかることができなかった。 (2) 扇風機の強さの違いによる風車の回り方は①のときと同じだったが、電圧は少し大きかった。 |
(1) プロペラの枚数が増えると、たくさん回ると思っていたが、少し電圧が高くなっただけで、ほとんど変わらないことがわかった。 (2) 風が強くなって回転が安定しないのは、プロペラの枚数が増えても同じであることがわかった。 |
| ③ |
大 ２枚 (直径20cm) |
(1) 扇風機のベビー風のときでも風車はまわった。 (2) ベビー風の動きに合わせて強くまわったり弱く回ったりする。 (3) 扇風機の風をだんだん強くしても電圧はほとんどふらふらしない。 (4) 豆電球は電圧が低いせいか強い風のときでも光らない。 |
(1) プロペラが大きいと安定してまわることがわかった。 (2) プロペラが小さいときより電圧が低いので、ゆっくり回っているようだった。 |
| ④ |
大 ４枚 (直径20cm) |
(1) 扇風機の強さが小と中のときは電圧はほとんどふらふらしなかったが、大にしたら電圧はふらふらするようになった。 (2) プロペラ大４枚にして扇風機を強にしたときが、プロペラの回る音が一番大きい。このとき、電圧がふらふらするのにあわせるようにうなる音もかわっていた。 (4) プロペラ大２枚のときと同じで、豆電球は電圧が低いせいか強い風のときでも光らない。 |
(1) プロペラ大２枚のときよりプロペラの数が増えてもほんの少ししか力は大きくならないことがわかった。 (2) プロペラの数が増えてプロペラの回る音が大きくなり、電圧もふらふらしだしたので、プロペラの枚数が多すぎることがわかった。 |
