★観察実験には専門知識と経験が必要です。本サイトの閲覧は理科教育関係者に限らせていただきます。★
  電磁気学習新教具  「S-cable」  研究室  
パスカル電線(S-cable)の部屋 パスカル電線(S-cable)の部屋 パスカル電線(S-cable)の部屋 パスカル電線(S-cable)の部屋
「エルステッド」の大発見から始まるすべての電磁気現象を手元体験できる唯一の実験教具
「S-cable」 =  製作 [簡単+安価]  +  学習 [簡単+時短]  
「パスカル電線」は,「S-cable」へ ⇒解説

項目 研究テーマ
概要+開発物語     ⇒「S-cable」概要    ⇒「S-cable」研究室
パスカル電線(S-cable)実験     ⇒実験室1(電流とジュール熱,磁場)    ⇒実験室2(コイル,電磁石)
  ⇒実験室3(電気ブランコ,電磁誘導)    ⇒実験室4(音声電磁誘導)
製作「簡易版(Ver.2)」   ⇒1.木工工作    ⇒2.アクリル工作
  ⇒3.接続ボックス組立    ⇒4.配線とVer.2〜4
製作「電線着脱版(Ver.3)」   ⇒電線着脱「S-cable」Ver.3製作例
音声電流を用いた電磁誘導実験   ⇒スピーカーの活用と選択   ⇒小型パワーアンプの活用
  ⇒アンプ付スピーカーの活用   ⇒電磁誘導のリレー
関連実験   ⇒磁石で方位磁針    ⇒浮遊方位磁針
展示品と海外セミナー   ⇒展示品「電気でマジック」    ⇒タイ国「S-cable」特別セミナー  
文献   ⇒文献や実験演示や受賞などの紹介  

⇒お試し案内⇒   ⇒贈呈案内 「S-cable」 見本
    詳細マニュアル(約60P):「S-cable」活用術  添付
    (webは丁寧な記述が難しく,詳細は添付マニュアルをご覧ください。)

「エルステッドの実験」に始まる  《電磁気学習快速一本勝負》
電磁気現象のすべては「エルステッドの実験」から
※電化元年=1820年!

  生活に欠かせない電気は,発電所から送電されます。その要となる発電機は「電⇔磁⇔力」の相互作用を利用しており,1820年,エルステッド教授(デンマーク)が,電線近くに置いた方位磁針の動きに気付いたことに始まります(図1)。

  翌年,ファラデーは方位磁針の動きを回転運動に変え,モーターの元祖を発明します。その後,電磁誘導の発明(証明)に繋がり,発電機が発明されます。
エルステッドの実験風景
図1  エルステッドの実験風景(想像図)

  つまり「エルステッドの実験」は電磁気の原点であるとともに多くの関連現象の発見,更には電化時代を出現させたわけで,電磁気学習の要といえる実験です。しかし,当時主流の大電流は身近になく,必要となる強い磁場は簡単に得られません。いくつかの工夫・実践もそれぞれ課題があって簡単な扱いに留まっています。

安価+簡単製作[S-cable新登場
  新開発「S-cable」は,理振電源装置を用いて実質的な大電流(約40A)を安定して流せる長い電線であり(図2),「エルステッドの実験」を当時同様,手元で観察できます(図3)。結果,方位磁針の動きで立体的な磁場に気づくとともに,電磁気のシンボル実験といえる鉄粉の美しい渦模様も観察,また,ローレンツ力(含:原始モーター)〜電磁誘導までシンプルに実験でき,関連現象だと納得できます。更に,軟鉄心への数周巻きで成立する電磁石はスタージャンの製品例や問題集の図とほぼ同じであり,電磁石になる理由も容易に理解できます。
  こうして,実験ごとに違った教具を準備し,多くの時間を費やす手間でわかり難い従来の指導を一変させました。


 ・「S-cable」は通電後5分もすればジュール熱で少し暖かくなり,大電流を実験します。また,太くて硬めの電線も柔軟で取り扱い易くなります。
 ・「S-cable」は実質「電線一本」だけのシンプル構造,3本もあればクラス全員での同時実験も可能になります。安価で簡単,短時間に自作できるのでコストパフォーマンスは極めて高く,製作の手間や費用を遙かに上回るメリットを実感できます。


討論→発見→時短[電磁気学習快速一本勝負]
  「S-cable」を用いた≪電磁気一本勝負≫は「自らの手の中で見えない磁場を操りながら発見し,グループ討論で考え理解する」物となり,先生の意図的な操作(電源スイッチや±極性逆転スイッチ,電圧の可変など)で学習展開を自由に工夫・制御できます。結果,「個別実験であり,グループ実験であり,演示実験でもある!」という新形態の実験学習となります。容易に主体的に考える授業が可能となり,その効果に驚かれるはずです。また,従来と比べてわかり易くて短時間で済むので学習時間にゆとりを生じます。

一本の簡単な電線が Super cable「S-cable」と呼べるものへ発展しました。
 ・「S-cable」は,従来の電磁気実験の改善・改良・付加ではない「電磁気学習のゲームチェンジャー」だと考えます。
 ・科学館の展示物となったのは想定外の驚きでした。電磁気関連の展示品の多くは「S-cable結線」の利用となってきました。
scableV2n
図2  「S-cable」Ver.2n-6m
エルステッドの実験
図3  「S-cable」によるエルステッドの実験
「S-cable(旧:パスカル電線)」名称
  この電線は「エルステッドの実験」の手元再現を目的として開発,その主たる特徴から当初は「大電流電線」と命名しました。その後,当初の想定を超える多彩な発展実験が明らかになり,普及・助言などでお世話になった理科研究グループ「京都パスカル」名をとって『パスカル電線』に変えました。
  『S-cable』は,タイ国教育省IPSTセミナーに際し,世界でも通じ易いようにと大隅紀和先生(京都教育大学名誉教授)に提案していただいた新名称です( Simple or Special or Super cable の略 )。
 


《SUGIHARA  KAZUO》