電流計の針が、0から5までの目盛りの「2」を指しています。
「答えは2A」
数字を見つけたところで、答えを書いてしまっていませんか。
電流計では、どの端子につないでいるかによって、目盛りが表す電流の大きさが変わります。針を見る前に、まず導線をたどりましょう。
右端まで振れたら、いくつなのか
ここでは、5A・500mA・50mAの端子がある電流計を考えます。
5A端子なら、目盛りの右端が5A。500mA端子なら右端が500mA。50mA端子なら右端が50mAです。
0から5までの目盛りで針が「2」にあるなら、右端までの5分の2の位置です。
5A端子では2A、500mA端子では200mA、50mA端子では20mAと読みます。
同じ針の位置を描いた三つの図でも、つないだ端子が違えば、答えは同じになりません。
「500mAだから、500を読む」でもない
端子に書かれた数は、その端子で目盛りの右端が表す値です。今流れている電流が、必ずその値になるわけではありません。
500mA端子につないだ図で針が途中にあるなら、右端の500mAを基準に、針の位置に対応する値を読みます。
目盛りが細かく分かれているときは、隣り合う数字の間を何等分しているかも数えてください。
端子、目盛り、単位。この順に確かめると、数字だけを拾う間違いを減らせます。
AとmAを混ぜない
1Aは1000mAです。200mAは0.2Aで、2Aではありません。
「2」という数字が見えたことと、「2A」という電流を測ったことは別です。
計算や比較をするときも、単位をそろえましょう。0.3Aと200mAなら、0.3Aを300mAに直すと、どちらが大きいかが分かります。
なぜ、最初は大きい範囲から測る？
流れる電流の大きさが分からないときは、この電流計なら最も大きい5Aの範囲から測ります。小さい範囲から始めると、測れる範囲を超えて器具を傷めるおそれがあるためです。
振れが小さい場合は、読み取った値から範囲を超えないことを確かめ、スイッチを切ってから適切な端子につなぎ替えます。
ただし、5A端子にすれば、どんなつなぎ方でも安全という意味ではありません。電流計は測る部分に直列につなぎ、乾電池と電流計だけを直接つながないでください。実際の操作は先生の指示と器具の説明に従います。
最後に、一問だけ
500mA端子につないだ電流計で、針が0から5までの目盛りの「3」を指しています。何mAでしょうか。
300mAです。Aで表すなら0.3Aです。
「3」という数字をそのまま答えにせず、右端が何を表すかに戻る。電流計の図は、針だけでなく端子まで読んでください。
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参考資料
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編集補足：右端の値から、一つ分を求める
ここからは端子と目盛りの対応を読む自作例題です。電流計の図には、端子の数字、文字盤に印刷された数字、目盛りを分ける小さな線が同時に出てきます。見えた数字をすぐ答えにせず、右端まで振れたときに何を表すかを先に決めます。 図では0から5までの文字盤を25の等しい区間に分け、針は0から17区間の位置にあります。針の場所は右端の25分の17です。選んだ測定範囲が変われば一つ分の電流も変わりますが、「全体の何区間目か」という位置の情報は図から共通に読み取れます。実物の曲線状の目盛りを、対応が分かるよう一直線に並べた模式図です。
例題1：500mA端子で17区間目
500mAの測定範囲につないだ電流計があります。右端までの目盛りが25等分され、針は0から17区間目と一致しています。流れている電流をmAとAの両方で答えてください。 答え：340mA、Aでは0.34Aです。 一つ分は500÷25＝20mAなので、20×17＝340mAです。1A＝1000mAを使い、340÷1000＝0.34Aと直します。文字盤の0から5の数字で表せば3.4の位置ですが、その数字にAを付けて3.4Aと答えてはいけません。 ここで25は線の本数ではなく、0と右端の間の区間数です。途中の線が24本あっても、両端を含む隣り合う線の間は25あります。メスシリンダーなどと同じく、大きな値の差を区間数で割る考え方を使います。ただし電流計では、その大きな値を端子から選ぶという一段階が先に必要です。
例題2：範囲を変えても電流は同じとする
回路を流れる電流が、範囲の切替え前後で0.2Aのまま変わらないという模型を考えます。0から5までの文字盤を持つ電流計で、5Aの範囲と500mAの範囲では、針は文字盤のどの数値の位置になりますか。また、50mAの範囲で測れますか。 答え：5Aの範囲では0.2の位置、500mAの範囲では2の位置です。50mAの範囲は使えません。 0.2Aは200mAです。500mAが右端の5に対応するので、200mAはその5分の2の位置、文字盤では2となります。200mAは50mAより大きいため、最も小さい範囲を超えています。 針が大きく振れる方が読み取りやすくても、測定範囲を超えてよいわけではありません。この設問は器具を実際につなぎ替える指示ではなく、数値の対応を考える問題です。操作は回路を切ってから行い、器具の説明と指導者の指示に従います。 また、現実には測定器を回路へ入れること自体が、回路に影響する場合もあります。今回の計算では、切替え前後で電流は変わらないと明示しています。針の位置が変わったという図だけを見て、必ず電流が増えたと考えない一方、現実のどの回路でも絶対に変わらないと一般化もしないようにしましょう。 最後の確認では、測定範囲を超えていないか、AとmAをそろえたか、針の位置と実際の電流を区別したか、の三点を見直します。単位を書き忘れると、同じ340でも340Aと340mAでは千倍違います。答えの数字だけを丸で囲まず、単位まで一組にして書く習慣を付けてください。