竹でフィラメントを作ろう(エジソン電球の話)


初めて電気を利用して、実用的な物を作ったのは発明王といわれたアメリカのエジソンです。エジソンは植物から作った炭に電気を流すと明るく光ることに気がつきました。けれど、炭はすぐに燃えつきてしまいます。そこで、何から炭を作ったらいいかスパゲッティ、するめ、など何千回と実験しました。そして、竹で実験したところ、30秒もの長さで光っていました。そこで、1897年、エジソンは京都の竹をフィラメントにして、電球を発明したのです。

1,竹でフィラメントを作ろう

 (その1)理科室でフィラメント

準備品;竹
道具:なた、ガスバーナー、試験管、スタンド

(竹は枯れていないのを使用しましたが、枯れたのでも大丈夫でしょう。)
細く割る。
今回は太いのや細いのがあるけど、約1辺5mm弱の太さの正方形になりました。
なたの使用は、小学4年生では補助がないと困難でした。
大人が割るか、他の方法を考える必要があります。
試験管につめて、バーバーで熱する。
アルコールランプだと、火力が弱くてダメです。

備長炭は電気を通すけれど、消し炭は電気を通さないようにしっかり高温で焼かれた炭にする必要があります。
すごいいきおいでけむりが出てきます。
火をつけても、付きませんでした。
これは、きのう(7月下旬)取ったばかりの竹だから、煙の中に水分が多いのでしょう。
炭焼きでは、取り立ての乾いていない木で焼き、そうでないと良い炭ができないと言います。切る季節も木が休んでいる冬が良いと言います。竹も、秋に切ると腐らないといいます。秋の竹の方が良いのかもしれません。
けむりがでなくなってもしばらく熱する。
ここが肝心(かんじん)です。
炭以外の成分を、熱で分解してしまうことがたいせつなのです。
炭以外の成分が残っていると、炎が出て燃えてしまいます。
また、良く熱しないと、電気の通るすみができません。

写真は、強火で熱しているところ。
試験管は細い試験管の方が、熱が回るので、良い炭ができる。
テスターで調べて、電気が通るか調べる。
フィラメントのできあがり
太めのうどんや、スパゲッティでも炭を作ってみよう。


2,フィラメントを光らせよう

準備品:スライダックスまたは、電源装置

スライダックスに、電線をつないで、炭につなげる。
少しずつ、電気を上げて、けむりがで始めたらそこで止めてしばらくまつ。
早く電気の量を多くしすぎたら、バチバチと火花を上げて燃え落ちてしまった。
10A位の電気を流して、明るさを見よう。
 空気中でフィラメントを光らせると、フィラメントはもえてしまう。
そのため短い時間しか、光ることができない。
そこで電球を発明したエジソンは、電球のガラスの内がわの空気をぬいて、真空にするという工夫をした。
空気がなければもえないから長く光り続けるんだ。
現在の電球は、エジソンの電球と違い、燃えないガスが封入されている。

 (その2)家にある材料でフィラメント作成と発光

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 (その3)シャープペンシルの芯を光らせよう

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 (その4)電球の仕組み