中学受験：電気を通すものは？まずは12種類の物質を体系的におさえろ！

電気を通す物質と通さない物質…ひとつひとつ覚える必要は無い

こんにちは。かるび勉強部屋 ゆずぱ です。

鉄は電気をよく通し、木は電気を通さない。何となくは把握しているものの、その全体像は把握しきれていない (-_-;)

そんな場合は金属は電気を通し、非金属は電気を通さないというザックリとした全体像をおさえて、いくつかの例外をおさえれば良いd(^_^o)

具体的には…
金属(５種)＋非金属(５種)＋特殊(２種)

では、詳細にまいりましょう d(^_^o)

 

電気を通すものは２つに分けておさえる

① まずは基本の12の物質をおさえる

“電気を通すモノ” と ”電気を通さないモノ”

まずおさえるべきは金属と非金属でしょう。金属はガンガン電気を通し、非金属は基本的に電気を通しませんd(^_^o)

身近な金属を思い浮かべましょう。

最もメジャーな鉄に加えて、金や銀や銅、アルミニウム…全て電気をよく通します。金属は例外なく電気をよく通しますd(^_^o)

ちなみに、電気をよく通す特徴を持つ物質を金属と定義したので、金属が電気をよく通すのはあたりまえなのです(^_^;)

※ 本記事の後半に金属の定義について記載します…

 

逆に非金属はどうでしょう？

非金属は電気を通しにくいものがとても多くなります。ただ特殊な物質を２つおさえる必要があります∑(ﾟДﾟ)

・条件によって電気を通したり通さなかったりする半導体(シリコン)
・非金属なのにやたら電気を通す黒鉛

“電気を通すモノ” と ”電気を通さないモノ”

まずは金属(5種類)はよく通す。非金属(5種類)は通さない。そして特殊な事例を２つ…。まずはこの12種類をおさえましょう！

 

② 水溶液は基本的には電気を通す

金属と非金属の観点で電導性を見てきましたが…

液体はどうなんでしょうか？小学生の理科で扱い液体の基本中の基本が水溶液ですね。さっそく見てみましょう。

実は…上図のように、ほとんどの水溶液が電気を通します_φ(･_･ 電気を通さない水溶液はむしろ少数派…。

そうであれば少数派を覚える方が圧倒的に楽です。まずは３種類をおさえましょうd(^_^o)

また何も混ざりモノの無い水… 蒸留水(純水)は電気を通しません。電気を遮断する代表的なものとして活用されていますd(^_^o)

 

電気を通すとはどういうことか

基本① 電気を通すということ

さて…”電気を通すもの” と “電気を通さないもの” の概要が分かったところで、少し深掘りしていきますd(^_^o)

そもそも電気を通すってナニ？ 

最もシンプルな例を紹介します。

電球と電池がつながった電気回路。あいだに ”鉄の板” をはさむと電球は光りますが、”木の板” だと光りません。

鉄の板は電気を通し、木の板は電気を通さないということ。

ん～。よく分からないですね。

それでは、そもそも電流ってナニモノなのかを見ていきましょう。

 

 

基本② 電気(電流)の正体

電気のことを電流といったりしますが、この電流とはナニモノなのでしょうか？ その正体は電子という粒の流れです。 

電子という小さな粒がグルグルまわる。

これが電気(電流)の正体 です。

電池は電子を動かすポンプのような働き をします。電球は電気が流れると光る装置。光っていれば電気がながれていることを、消えていれば電気が流れていないことがわかりますね_φ(･_･

 

次は、電気の流れの途中に “鉄の板” と ”木の板” を置いた場合を想定してみましょうd(^_^o) 

上図のように鉄の板は電子の流れを全く阻害することなく電子はグルグルと回り続けます。とうぜん電球は光りますd(^_^o)

一方、木の板は電子が通過することのできない素材。木の板で電子の流れは止まってしまいます。とうぜん電球の消えてしまいます。

電池と電球をつないだ回路に、何かをつなげると、その物質が電気を通しやすいか、通しづらいかが分かるわけです。

 

 

基本③ 電気が通ると何が起きるか

最後は電気が通ると何が起きるかをみていきます。 

電子はそのエネルギーを失いながら回路をグルグルと回ります。失ったエネルギーは何に変わっているのでしょうか？

ザックリというと３つありますd(^_^o)

電球であれば光に変わり、電熱線であれば熱に変わり、モーターであれば運動に変わりますd(^_^o)

ちょっと小学生には難しい話になりますが、電子は自らのエネルギーを失いながら電球を光らせているのです∑(ﾟДﾟ)

 

電気の通しやすさの分類

電気の通しやすさ４つの分類

電気の通しやすさをザックリと説明してきましたが、電気を通したり通さなかったりの性質に名前がついています_φ(･_･  

(1) 絶縁体

電気をほとんど通さない物質のこと。非金属の木や紙やゴムは絶縁体として分類されます。

(2) 半導体

温度などの条件によって電気をよく通したり、通さなかったりする性質をもつもの。代表選手はケイ素ですねd(^_^o)

(3) 導体

電気をよく通す物質のこと。鉄などの金属がコレにあたりますね。鉄に金に銀に銅、そしてアルミニウムなど。

(4) 超伝導

電気をいちど流すと止まらなくなるほどよく電気を通すもの。ある物質を冷しまくるとこのような状態になります∑(ﾟДﾟ) 

 

(補足) 金属の定義

いままで金属は電気を通しやすいと説明してきましたが… そもそも電気を通しやすいから金属と呼ばれています_φ(･_･

金属の定義は以下の性質をもつことです

・電気をよく通すこと
・熱をよく伝えること
・光沢があること
・叩くと広がり伸びること

つまりこの４つの性質を満たすものを”金属”と決めたので、金属が電気をよくとおすのは ”あたりまえ”なんですね (^_^;)

 

まとめ

今回は “電気を通すもの” と “電気を通さないもの” について中学受験の範囲から解説いたしましたd(^_^o)

(1) 金属+非金属+特殊２種
(2) 電気を通さない水溶液３種

まずはこんな感じでおさえて土台となる知識を確立してから新しい知識を拡充していくのが良いかと思いますd(^_^o)

ぜひ、ご参考にしてください！