一つの器具で複数の変換が起こる理由を説明しよう

扇風機は羽根を回す器具ですが、少し温まり、音も出ます。目的の働きだけでなく、同時に生じる変化まで数えると、エネルギー変換をより正確に説明できます。

このレッスンの役割

「電気エネルギーは何に変わる？」の第3段階です。前のレッスンの入力・装置・出力モデルを、複数の出力へ広げます。今回は主な出力と副次的な出力が生じる理由を言葉で説明します。次へ、観察データから両者を判断する力を渡します。

主な出力は、器具が目的としている働きです。副次的な出力は、目的ではなくても実際に生じる熱や音などです。「副次的」は「存在しない」や「数えなくてよい」という意味ではありません。

モーターの導線には抵抗があるため、電流が流れると発熱します。また、回転する部品が空気や軸を振動させるため、音も生じます。LED電球も光だけでなく熱を出し、スピーカーも音だけでなく振動板の運動や熱を生じます。

つまり、入力された電気エネルギーは一つの出口だけへ進むとは限りません。器具の構造の中で、複数の形へ分かれて変換されます。

電気自動車のモーターでは、車体を進める運動が主な出力です。一方、モーターや電池が温まり、走行音も生じます。「動いたから全部が運動になった」とは言えません。

逆に、電気ストーブでは熱が主な出力です。主か副かはエネルギーの種類だけで決まらず、その器具の目的によって決まります。同じ熱でも、ストーブでは主、扇風機では副です。

確認1：LED電球の主な出力と副次的な出力は？

主な出力は光、副次的な出力の一つは熱です。

確認2：扇風機の熱はエネルギーではないのですか？

熱エネルギーです。目的ではないため副次的ですが、変換されたエネルギーとして数えます。

確認3：主な出力は何を基準に決めますか？

器具が何をするために作られ、使われているかという目的を基準にします。

一つの器具でも、電気エネルギーは主な出力と副次的な出力へ分かれます。次は、観察結果を証拠にしてその区別を判断します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。