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中3中2重要 入試に出る「電力と電圧電流の関係」なぜLEDか

2023年1月25日 11:26
中2は今度の期末テストの範囲に「電流と磁界」が含まれるし、中3は相変わらず入試問題演習で「電流と磁界」分野の失点が目立つ。
中学理科が目指す1つの目標は「日常生活に役立つ理科」であり、入試もその観点からの出題がよく狙われる。
日常生活に密接にかかわるのが電気の分野、特に消費電力は発電用燃料のLPGの世界的な高騰から電気料金が値上がりしているため、切実なテーマだ。
さて、電力はP=EI(VA)であるが、オームの法則I=E/Rの関係からEが上がればIも上がる。
並列回路では、電圧はどの抵抗にも均等にかかるので、電圧が2倍になれば電流も2倍になりPは2×2=4倍になる。
また電圧が1/2になれば電流も1/2になるのでPは1/2×1/2=1/4となる。
これは前回の入試対策問題で、中3がしっかり間違えてくれたところだ。
このあたりの理科センスが、1つ上の静高1年生が中3だった時と比べて、もう一歩だ。
新星の静高1年と2年女子は物理でもクラス1位だ。
2年女子は物理と化学ともクラス1位で2冠だ。
家庭で使用する電気器具の電圧は100Vに統一されていて、接続法も並列のみである。
ではこの設定で、消費電力をできるだけ抑えるためにはどうしたらよいか?
入試問題の出題者だったら、今年は是非出したい問題だ。
電気器具をこまめに切るという答えは当たり前でだめ。
答えは消費電力の小さい器具を使うことだ。
まず最初にやるべきことは照明器具を全てLEDに切り替えることだが、なぜLEDが消費電力が低いかと言えば
P=EIのIが極端に小さいからだ。
流れる電流がミリアンペア単位で極めて少ない。
だが、電圧Eは100vかかるのでなぜ電流が極端に少ないか、よ--く考えてみよう。
I=E/Rから抵抗値Rが大きければよい。
LEDの照明器具には、660Ωなどという大きな抵抗値を持つ抵抗がセットで組み込まれている。
LEDはわずかな電流でも明るく光るように、電気エネルギ―の光変換効率が大変に高いのである。
消費電力の大幅改善は、エアコンの消費電力をいかに下げるかが決め手だ。
これにはヒートポンプ方式の大幅な改善がネックになる。
こちらは「熱エネルギ―と気体」という物理の分野になるが、これがまた静高生が苦手な分野で、頭が痛い。



平常授業

著者: tommyjhon
2023年1月25日 05:54
全国の毒舌ファンの皆様 おはようございます。Tommyセンセです。

ということで、
日本列島は大寒波に襲われ、各地で大雪&暴風雪の便りが聞かれていますが、我が静岡県東部地区は全然大丈夫。
ホント、全国的にも特異な場所ですね。
おそらく、富士山と南アルプスが寒波をブロックしてくれるのでしょう。
今も、夜明け前の空にはキレイな三日月と星がでております。


学校は、平常授業です。
Twitterでは、「学校休み」が静岡県のトレンド入りしてましたが、無理です。
静岡県では、コロナの第8波も落ち着いてきた。(要するに単なる風邪の流行だった)
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そういえば、ワクチン後遺症が医療学会で特集されている。
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大丈夫かなあ????
でも、ワクチン接種は(メディアや政府がどんなに煽ったとしても)自己責任で済まされるのでしょ。(冷たいねえ)
河野太郎ワクチン担当大臣が断言「全責任は私が引き受ける」|文藝春秋digital (bungeishunju.com)

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政府は、このように言っていたのではありませんか!!!!!!!
国会で追及しろ!!!!!!




2023年1月22日(日)基礎力養成コース第9回ワークショップを行いました。

第9回の基礎力養成コースは2023年1月22日(日)、再び静岡キャンパスに会場を移して対面形式で行いました。これまではメインレクチャーとサブレクチャーを行なってきましたが、今回から3月まではワークショップ・グループワーク […]
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