小学理科小学4年生物理
電気のはたらき｜直列・並列つなぎと電流の向きをやさしく【小4理科】
小4理科の「電気のはたらき」を図解でやさしく。乾電池で豆電球やモーターを動かすしくみ、電流は＋極から−極へ向きがあること、直列つなぎは明るく速い・並列つなぎは長もちするちがい、けん流計での調べ方まで、回路の絵と実験例でわかります。中学のオームの法則へつながります。
◎このページのゴール
乾電池で豆電球やモーターを動かせること、電流には＋極から−極へ向きがあること、直列つなぎ（明るい・速い）と並列つなぎ（長もち）のちがいを理解し、けん流計で電流の向きと大きさを調べられるようになる。
乾電池とモーター、豆電球——つなぎ方を変えると、明るさや回る速さ、電池のもちまで変わります。「電池2個にすると、いつも明るくなるの？」——じつは、つなぎ方によって答えがちがいます。この単元では、電流の向きと、直列つなぎ・並列つなぎのちがいを、回路の絵で確かめていきます。中学の「オームの法則」も、ここがわかるとスッと入ります。
どこでつまずいた？
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電流には「向き」がある（＋極から−極へ）
乾電池・どう線・豆電球（やモーター）を、輪のようにつなぐと電気が流れ、明かりがついたりモーターが回ったりします。この電気の流れを電流といい、電流には向きがあります。向きは、電池の**＋極から出て、−極にもどる**と決まっています。
電池の**＋極と−極を入れかえる（電池を逆向きにする）**と、電流の向きも反対になります。すると、モーターの回る向きも反対になります。豆電球は向きに関係なく光りますが、モーターは電流の向きで回る向きが変わるので、向きのちがいがよくわかります。
✓理解チェック①
直列つなぎ＝明るく・速い
乾電池を2個、＋極と−極を順につなげて縦に1列にするつなぎ方を直列つなぎといいます。直列つなぎにすると、回路に流れる電流が大きくなり、豆電球はより明るく、モーターはより速く回ります。
直列つなぎでは、電池の力がたし合わさるように働くので、電流が大きくなります。電流が大きいほど豆電球は明るく、モーターは速く回ります。ただし、電流をたくさん使うぶん、電池は早くなくなります。
電池を2個に増やすと、明るくなったり速くなったりするのはどうして？
直列つなぎだと、2個の電池が力を合わせて電流をぐっと大きくおし出すからだよ。電流が大きいほど、豆電球は明るく、モーターは速くなる。シーソーじゃなくて、2人で同じ向きにロープを引くイメージかな。ただし力を強く使うぶん、電池が早く弱るのが弱点。この「電流の大きさ」を、中学ではオームの法則でくわしく計算するよ。
✓理解チェック②
並列つなぎ＝明るさは同じ・長もち
乾電池を2個、＋極どうし・−極どうしを横にならべてつなぐつなぎ方を並列つなぎといいます。並列つなぎでは、豆電球の明るさやモーターの速さは電池1個のときと同じです。でも、2個の電池で電流を分け合うので、電池が長もちします。
ポイントは、並列つなぎでは明るさ・速さは増えないこと。電池1個のときと同じです。そのかわり、電流を2個の電池で分け合うので、電池が長くもつのが良いところです。「明るくしたい→直列」「長く使いたい→並列」と覚えましょう。
✓理解チェック③
電流の向き・大きさは「けん流計」で調べる
電流は目に見えません。そこで、電流の向きと大きさを調べる道具が**けん流計（かんい検流計）**です。回路につなぐと、はりがふれて電流のようすを教えてくれます。
→やり方
- けん流計を、回路につなぐ（豆電球やモーターと直列になるようにする）。
- はりがふれた向きで、電流の向きがわかる（電池を逆にすると、はりも反対にふれる）。
- はりのふれた大きさで、電流の大きさがわかる（直列つなぎにして電流が大きいほど、大きくふれる）。
電池をそのままつなぐとはりは一方にふれ、電池を逆向きにすると反対側にふれます。これで電流の「向き」が分かります。また、電池1個より直列つなぎのほうがはりが大きくふれます。これで電流の「大きさ」もくらべられます。
けん流計のはりが大きくふれると、何がわかるの？
はりが大きくふれるほど、流れている電流が大きいということだよ。だから、直列つなぎ（明るい・速い）のときは大きくふれて、並列つなぎや電池1個のときは小さめにふれる。はりの向きは電流の向き、はりの大きさは電流の大きさ——この2つを同時に教えてくれる、べんりな道具なんだ。
✓理解チェック④
よくある間違い
✕よくある間違い
「電池を2個にすれば、つなぎ方に関係なくいつも明るくなる」「並列つなぎも直列と同じで明るくなる」と思ってしまう
明るく・速くなるのは直列つなぎだけ。並列つなぎは明るさ・速さは電池1個と同じで、変わるのは「長もち」すること
「電池2個＝明るい」ではありません。明るくなるのは直列つなぎのときだけ。並列つなぎは明るさは変わらず、長もちするのがちがいです。「明るくしたいなら直列、長く使いたいなら並列」と分けて覚えましょう。
やってみよう（練習問題）
✏️ やってみよう①（基本：電流の向き）
乾電池・どう線・モーターをつないで、モーターを回しました。
- 電流は、電池のどの極から出て、どの極にもどる？
- 電池の向きを逆にすると、モーターの回る向きはどうなる？
答えと解説を見る
- ＋極から出て、−極にもどる。
- 逆向きに回る。電池を逆にすると電流の向きが反対になり、モーターの回る向きも反対になります。
豆電球は向きに関係なく光りますが、モーターは電流の向きで回る向きが変わります。
✏️ やってみよう②（標準：直列と並列を見分ける）
同じ乾電池2個と豆電球1個を使って、2つの回路を作りました。
- 豆電球がいちばん明るく光るのは、直列つなぎ・並列つなぎのどっち？
- 電池が長もちするのは、どっち？
答えと解説を見る
- 直列つなぎ。電池の力がたし合わさって電流が大きくなり、明るく光ります。
- 並列つなぎ。明るさは電池1個と同じですが、電流を分け合うので長もちします。
「明るさ → 直列」「長もち → 並列」で覚えましょう。
✏️ やってみよう③（応用：けん流計とつなぎ方）
けん流計をつないで、いろいろなつなぎ方の電流を調べます。次の文が正しければ◯、まちがっていれば×をつけましょう。
- 「電池を逆向きにすると、けん流計のはりは反対側にふれる」
- 「直列つなぎにすると、電池1個のときよりはりが大きくふれる」
- 「並列つなぎにすると、電池1個のときよりはりが大きくふれて、豆電球も明るくなる」
答えと解説を見る
- ◯…電池を逆にすると電流の向きが反対になり、はりも反対にふれます。
- ◯…直列つなぎは電流が大きいので、はりは大きくふれます。
- ×…並列つなぎは明るさも電流の大きさも電池1個と同じ。はりのふれ方も明るさも変わらず、ちがうのは「長もち」する点だけです。
けん流計は「向き」も「大きさ」も教えてくれる道具、というのがポイントです。
家おうちの方へ
「電気のはたらき」のつまずきは、大きく2つです。1つは**「電流の向き」。目に見えないので実感しにくいですが、モーターつきの工作で「電池を逆に入れると逆回りになる」のを見せると、向きがあることが一発で伝わります。もう1つは「直列＝明るい／並列＝長もち」の取りちがえ**。「電池を2個にすれば必ず明るくなる」と思い込みがちですが、明るく・速くなるのは直列だけで、並列は明るさが同じで長もちします。乾電池ボックスで両方をつなぎ比べ、けん流計のはりのふれ方を見せると、ちがいが体でわかります。ここで身につく「電流の大きさ」の感覚は、中学のオームの法則や電力へ直接つながります。
電気のはたらきは、「電流には向きがある」「直列は明るく・速い」「並列は明るさそのままで長もち」——この3つが芯です。つなぎ方を目的で選べるようになると、理科の電気がぐっとおもしろくなります。
📌 1分まとめ（声に出して読もう）
- 乾電池をどう線でつなぐと、輪（回路）になって豆電球やモーターが動く。
- 電流には向きがある。電池の＋極から出て−極にもどる。電池の向きを逆にすると、モーターの回る向きも逆になる。
- 直列つなぎ（電池2個を縦につなぐ）＝電流が大きく、豆電球は明るく・モーターは速い。
- 並列つなぎ（電池2個を横にならべる）＝明るさ・速さは電池1個と同じ。でも電池が長もちする。
- けん流計（かんい検流計）を使うと、電流の向きと大きさを調べられる。
よくある質問
乾電池の直列つなぎと並列つなぎのちがいは何ですか？
直列つなぎは、電池2個の＋極と−極を順につなげて縦に1列にする方法で、電流が大きくなり、豆電球はより明るく・モーターはより速く回ります。並列つなぎは、＋極どうし・−極どうしを横にならべてつなぐ方法で、明るさや速さは電池1個のときと同じですが、電池が長もちします。目的に合わせてつなぎ方を選びます。
電流はどちらの向きに流れますか？
電流は、乾電池の＋極から出て、どう線や豆電球・モーターを通り、−極にもどる向きに流れると決まっています。電池の向きを逆にすると電流の向きも逆になり、モーターの回る向きが反対になります。このことから、電流に向きがあることを確かめられます。
なぜ並列つなぎだと電池が長もちするの？
2個の電池で電流を分け合って流すからです。並列つなぎでは、回路に流れる電流の大きさは電池1個のときと同じで、そのぶんを2個の電池で分担します。1個あたりの負担が半分くらいになるので、電池が長もちします。明るさをとるなら直列、長く使うなら並列、と覚えておきましょう。
けん流計（かんい検流計）では何がわかりますか？
回路に流れる電流の「向き」と「大きさ」の両方がわかります。回路に豆電球やモーターと直列になるようにつなぐと、はりのふれた向きで電流の向きが、ふれの大きさで電流の大きさが読み取れます。電池の向きを逆にすると、はりも反対の向きにふれます。