中学2年生 技術・家庭科（技術分野）重要事項まとめ
電気回路、電気エネルギー、エネルギー資源、エネルギー変換効率について、重要事項をわかりやすく解説します。
用語を暗記するだけでなく、「どのようなしくみなのか」「なぜそうなるのか」「どのような場面で使われるのか」を理解しましょう。
1．電気回路と回路図
① 電気回路とは
電気回路とは、電気が流れる通り道のことです。
電気回路は、主に次の部分から構成されています。
| 部分 | 役割 |
|---|---|
| 電源 | 電気エネルギーを供給する。 |
| 導線 | 電気を通す。 |
| スイッチ | 電気の流れを制御する。 |
| 負荷 | 電気エネルギーを光・熱・動力などに変える。 |
例えば、乾電池とスイッチ、豆電球を導線でつなぐと電気回路になります。
スイッチを入れて回路がつながると電流が流れ、豆電球が点灯します。スイッチを切ると回路が途切れるため、電流が流れなくなります。
② 回路図と図記号
回路図とは、電気回路のつながり方を決められた図記号で表したものです。
| 部品 | 働き |
|---|---|
| 直流電源（電池） | 一定方向に電流を流す。 |
| 交流電源 | 電流の向きが周期的に変わる電気を供給する。 |
| スイッチ | 電流を流したり止めたりする。 |
| 切り替えスイッチ | 電流が流れる経路を切り替える。 |
| 抵抗器 | 電流を流れにくくする。 |
| モータ | 電気エネルギーを運動エネルギーに変える。 |
| LED | 電流が流れると光る。 |
| 電球 | 電気エネルギーを光や熱に変える。 |
| コンデンサ | 電気を一時的に蓄える。 |
| 接地（アース） | 電気機器などを大地につなぐ。 |
回路図では、部品の形をそのまま描くのではなく、決められた図記号を使います。
そのため、実際の部品の形や配置が違っていても、回路のつながり方を正確に伝えることができます。
テストでは、部品の名前と図記号を対応させる問題が重要です。
③ 身近な電気回路
階段の照明、自動車の照明、バスの降車用ボタンなどには、目的に応じた電気回路が使われています。
バスの降車用ボタンは、複数のスイッチのうち、どれか一つを押してもランプが点灯するしくみになっています。
このように、電気回路は使う目的に合わせて、スイッチや負荷のつなぎ方を工夫しています。
階段の照明も、異なる場所から点灯・消灯できるように回路を工夫する例です。
2．電気エネルギー
① 直流電源と交流電源
| 比較 | 直流（DC） | 交流（AC） |
|---|---|---|
| 電流の向き | 変化しない。 | 周期的に変化する。 |
| 電圧 | 向き（極性）が一定。 | 周期的に変化する。 |
| 代表例 | 乾電池・蓄電池 | 家庭用コンセント |
| 特徴 | 蓄電して持ち運べる。 | 電圧を変換しやすい。 |
直流は、電流が一定方向に流れる電気です。乾電池や蓄電池などが代表的な例です。
交流は、電流の向きが周期的に変化する電気です。発電所から家庭に送られてくる電気には交流が使われています。
日本では、東日本で50Hz、西日本で60Hzの交流が使われています。
Hz（ヘルツ）は周波数の単位で、1秒間に繰り返す変化の回数を表します。
② 電池の種類と特徴
| 電池の種類 | 特徴・用途 |
|---|---|
| マンガン乾電池 | 比較的安価で、小さな電流で動く機器に向く。リモコンなど。 |
| アルカリマンガン乾電池 | 大きな電流が必要な機器に向く。電動歯ブラシなど。 |
| リチウム乾電池 | 電力が大きい。パソコンのバックアップ機能など。 |
| 空気亜鉛電池 | 小型でも放電容量が大きい。補聴器など。 |
| ニッケルカドミウム電池 | 大きな電流を流せ、幅広い温度条件で使用できる。 |
| ニッケル水素電池 | 放電容量が大きく、長期間使うと経済的。 |
| リチウムイオン電池 | 軽くて大きな電流を流せる。携帯電話やビデオカメラなど。 |
電池には、使い切りのものと、充電して繰り返し使えるものがあります。
例えば、マンガン乾電池やアルカリマンガン乾電池は、一般的には充電できない一次電池です。
一方、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池は、充電して繰り返し使用できる二次電池です。
電池は、使用する機器に必要な電圧や電流、使用時間などによって使い分けられています。
3．エネルギーの利用
① エネルギーとは
エネルギーとは、仕事をする能力のことです。
エネルギーには、電気エネルギー、光エネルギー、熱エネルギー、運動エネルギーなど、さまざまな種類があります。
例えば、電気エネルギーを利用すると、電球を光らせたり、モータを回したりできます。
私たちは、目的に応じてエネルギーの種類を変えながら生活しています。
② エネルギー変換とは
エネルギー変換とは、エネルギーの種類を別の種類に変えることです。
懐中電灯のエネルギー変換
↓
電気エネルギー
↓
光エネルギー（電球）
水力発電機のエネルギー変換
↓
運動エネルギー（流れる水）
↓
電気エネルギー（発電機）
懐中電灯では、電池に蓄えられた化学エネルギーが電気エネルギーに変わり、さらに光エネルギーに変わります。
水力発電では、高い場所にある水の位置エネルギーが、水の流れによる運動エネルギーに変わり、発電機によって電気エネルギーに変換されます。
③ エネルギー資源
エネルギー資源とは、エネルギーを得るために利用する資源のことです。
石油や石炭などの化石燃料、太陽光、風力、水力などがあります。
エネルギー資源は、そのままでは利用しにくい場合があります。
そのため、発電機などの装置を使って電気エネルギーに変換するなど、生活や社会で使いやすい形にして利用しています。
4．エネルギー資源と発電
① 一次エネルギーと二次エネルギー
| 種類 | 意味 | 例 |
|---|---|---|
| 一次エネルギー | 自然界にもともと存在するエネルギー資源。 | 石油、石炭、天然ガス、ウラン、太陽光、風力、水力 |
| 二次エネルギー | 一次エネルギーを使いやすい形に変換したもの。 | 電気など |
石油や石炭などは、自然界から得られる一次エネルギーです。
これらを使って発電した電気は、二次エネルギーに分類されます。
電気は扱いやすく、照明や家電製品、電車など、さまざまな場面で利用されています。
② 主な発電方法
火力発電
石油や石炭、天然ガスなどの化石燃料を燃やして水を蒸気に変え、その蒸気でタービンを回して発電します。
原子力発電
ウランの核分裂で発生する熱を利用して蒸気をつくり、タービンを回して発電します。
太陽光発電
異なる種類の半導体に光が当たることで発生する電気を利用します。
水力発電
高い場所から落ちる水の力で水車を回して発電します。
風力発電
風の力で発電機につながったプロペラを回して発電します。
③ 再生可能エネルギー
再生可能エネルギーとは、太陽光や風力、水力など、自然の働きによって繰り返し利用できるエネルギーのことです。
石油や石炭などの化石燃料は、地球上に存在する量に限りがあります。
また、化石燃料を燃やすと二酸化炭素が発生し、地球温暖化などの環境問題につながることが心配されています。
一方、太陽光や風力、水力などを利用した発電は、発電時の二酸化炭素の排出量が少ないため、新しいエネルギー資源として注目されています。
5．二次エネルギーの利用
① 電気エネルギーの変換
| 使用する機器 | 変換前 | 変換後 |
|---|---|---|
| ファンヒータ | 電気エネルギー | 熱エネルギー |
| 電車 | 電気エネルギー | 運動エネルギー |
| 照明 | 電気エネルギー | 光エネルギー |
| 自動車 | 化学エネルギー | 運動エネルギー |
電気エネルギーは、熱・光・運動などに変換して利用できます。
例えば、電車は電気エネルギーを運動エネルギーに変えて走ります。
一方、ガソリンなどを燃料とする自動車は、燃料に蓄えられた化学エネルギーを運動エネルギーに変えて走ります。
6．エネルギー変換効率
① エネルギー変換効率とは
エネルギー変換効率とは、入力されたエネルギーのうち、目的に合ったエネルギーとして利用できた割合のことです。
エネルギーを別の種類に変換するときには、摩擦や電気抵抗などによって、一部が目的とは異なる熱などのエネルギーに変わります。
そのため、目的に合った出力エネルギーは、入力エネルギーより小さくなります。
エネルギー変換効率が高いほど、無駄になるエネルギーが少なく、効率よく利用できていることになります。
② エネルギー変換効率の公式
＝ 出力エネルギー ÷ 入力エネルギー × 100
計算例：太陽光発電
太陽光パネルに200kWhの太陽光エネルギーが当たり、27kWhの電気エネルギーが得られた場合、エネルギー変換効率を求めます。
式：27 ÷ 200 × 100 ＝ 13.5
答え：13.5％
入力された太陽光エネルギーのうち、13.5％が電気エネルギーに変換されたということです。
③ 照明器具のエネルギー変換効率
| 照明器具 | 明るさ | 消費電力 |
|---|---|---|
| LED電球 | 800lm | 10W |
| 蛍光灯 | 800lm | 25W |
| 白熱電球 | 800lm | 60W |
3種類の照明は、どれも明るさが800lm（ルーメン）です。
しかし、必要な電力は異なります。
LED電球は10Wで同じ明るさを得られるため、3種類の中で最も少ない電力で照明として利用できます。
この問題では、LED電球を選ぶことが重要です。
※厳密には、lm/Wは照明の「発光効率」を比較する指標です。プリントでは、同じ明るさを得るために必要な消費電力を比較しています。
テスト前に覚える重要語句一覧
| 分野 | 重要語句 |
|---|---|
| 電気回路 | 電気回路、電源、スイッチ、負荷、回路図、図記号 |
| 回路の部品 | LED、電球、抵抗器、モータ、コンデンサ、接地 |
| 電気エネルギー | 直流（DC）、交流（AC）、周波数、蓄電池 |
| エネルギー | 仕事、エネルギー変換、化学エネルギー、光エネルギー、熱エネルギー、運動エネルギー、位置エネルギー |
| エネルギー資源 | 一次エネルギー、二次エネルギー、化石燃料、再生可能エネルギー |
| 発電方法 | 火力発電、原子力発電、太陽光発電、水力発電、風力発電 |
| 環境問題 | 二酸化炭素、地球温暖化 |
| エネルギー効率 | 入力エネルギー、出力エネルギー、エネルギー変換効率 |
テストで特に重要な5つのポイント
- 電気回路の構成：電源・導線・スイッチ・負荷の働きを理解する。
- 直流と交流の違い：電流の向きが変化するかどうかを覚える。
- エネルギー変換：何エネルギーから何エネルギーに変わるかを説明できるようにする。
- 発電方法のしくみ：5種類の発電方法と、それぞれの特徴を覚える。
- エネルギー変換効率：公式を覚え、計算できるようにする。
中学2年生 技術 一問一答・読解トレーニング
授業プリントA1～A6と重要事項まとめに基づく教材です。解説を読んでから読解問題に答えましょう。
1 電気回路と回路図（プリント1～2ページ）
学習テーマ 電気回路はどのような部分から構成され、どのように働くのだろうか。
電気回路：電気回路は、電源から導線を通り、負荷を経て電源に戻るようにつながった電気の通り道である。
電源：電源は電気エネルギーを供給する部分で、乾電池などが例である。
スイッチ：スイッチは回路を開閉して電流を制御する部品である。
回路図：回路図は、電気回路の部品と接続のしかたを図記号で示した図である。
並列的な接続：バスの降車用ボタンは、複数あるスイッチのどれを押しても知らせるランプがつく。
1 電気回路
1電気が流れる通り道を何というか。
【解説】
電気回路は、電源から導線を通り、負荷を経て電源に戻るようにつながった電気の通り道である。途中が切れていると電流は流れない。スイッチを閉じると通り道がつながり、豆電球などを働かせることができる。
読解トレーニング問題
① 電気回路の通り道が途中で切れているとどうなるか。
② スイッチを閉じると回路はどうなるか。
③ 回路がつながると、どのようなものを働かせられるか。
2 電源と負荷
2電気エネルギーを供給する部分を何というか。
【解説】
電源は電気エネルギーを供給する部分で、乾電池などが例である。導線は部品をつないで電気を通す。負荷は供給された電気エネルギーを光や熱、運動などに変える部分である。
読解トレーニング問題
① 電源の例を一つ答えよう。
② 導線の役割は何か。
③ 負荷は電気エネルギーをどのようなものに変えるか。
3 スイッチ
3電流の通り道をつないだり切ったりする部品は何か。
【解説】
スイッチは回路を開閉して電流を制御する部品である。スイッチを入れると電流が流れる道ができ、切るとその道が途切れる。切り替えスイッチは、電流が流れる経路を切り替えるために使われる。
読解トレーニング問題
① スイッチを入れるとどのような道ができるか。
② スイッチを切ると回路はどうなるか。
③ 切り替えスイッチの働きは何か。
4 回路図と図記号
4電気回路の部品やつながり方を共通の記号で表した図は何か。
【解説】
回路図は、電気回路の部品と接続のしかたを図記号で示した図である。実物の置き方ではなく、どの部品がどこにつながるかを読み取る。プリントには電池、交流電源、スイッチ、抵抗器、モータ、LED、電球、コンデンサ、接地などが示されている。
読解トレーニング問題
① 回路図から読み取るべきことは何か。
② 回路図は部品の実物の置き方を表すものか。
③ プリントにある部品を二つ挙げよう。
5 複数のスイッチ
5バスの降車用ボタンは、どれを押してもランプがつくようにするため、どのような接続の考え方を利用するか。
【解説】
バスの降車用ボタンは、複数あるスイッチのどれを押しても知らせるランプがつく。スイッチごとに別の電流の通り道を設けると、一つを押しただけで回路をつなげられる。階段の照明にも、離れた場所から操作するための回路の工夫がある。
読解トレーニング問題
① バスのボタンは何個押せばランプをつけられるか。
② スイッチごとに何を設けると一つだけ押しても動作するか。
③ 階段の照明ではどのような工夫があるか。
学習テーマのまとめ
電気回路はどのような部分から構成され、どのように働くのだろうか。
【まとめ】電気回路は、電源から導線を通り、負荷を経て電源に戻るようにつながった電気の通り道である。 電源は電気エネルギーを供給する部分で、乾電池などが例である。 スイッチは回路を開閉して電流を制御する部品である。 回路図は、電気回路の部品と接続のしかたを図記号で示した図である。 バスの降車用ボタンは、複数あるスイッチのどれを押しても知らせるランプがつく。
2 電気エネルギー（プリント3ページ）
学習テーマ 直流と交流はどのように異なり、電池はどう使い分けるのだろうか。
直流（DC）：直流は電流の向きが変わらない電気である。
交流（AC）：交流は電流の向きが周期的に変わる電気である。
周波数：周波数は、交流の変化が1秒間に繰り返される回数である。
マンガン乾電池：マンガン乾電池は比較的安価で、小さな電流で動く機器に向いている。
空気亜鉛電池：空気亜鉛電池は小型でも放電容量が大きく、補聴器などに使われる。
二次電池：二次電池は充電して繰り返し使える電池である。
1 直流
6電流が一定の向きに流れる電気を何というか。
【解説】
直流は電流の向きが変わらない電気である。乾電池や蓄電池などが代表例である。電流の大きさが変化しても、流れる向きが変わらなければ直流である。
読解トレーニング問題
① 直流の代表的な電源を二つ挙げよう。
② 直流では電流の向きはどうなるか。
③ 電流の大きさが変わっても向きが同じなら何といえるか。
2 交流
7電流の向きが周期的に変わる電気を何というか。
【解説】
交流は電流の向きが周期的に変わる電気である。家庭のコンセントには交流が供給されている。交流は変圧器を使って電圧を変えやすいため、送電に利用される。
読解トレーニング問題
① 家庭のコンセントに供給される電気は何か。
② 交流の電流の向きにはどのような特徴があるか。
③ 交流が送電に使われる理由の一つは何か。
3 周波数
8交流の変化が1秒間に何回繰り返されるかを示す値は何か。
【解説】
周波数は、交流の変化が1秒間に繰り返される回数である。単位はHz（ヘルツ）を使う。日本の家庭用交流は、主に東日本が50Hz、西日本が60Hzである。
読解トレーニング問題
① 周波数の単位は何か。
② 東日本の家庭用交流の周波数は主にいくつか。
③ 西日本の家庭用交流の周波数は主にいくつか。
4 乾電池の種類
9リモコンなど、小さな電流で動く機器に向く乾電池は何か。
【解説】
マンガン乾電池は比較的安価で、小さな電流で動く機器に向いている。リモコンが用途の例で、定格電圧は1.5Vである。一方、アルカリマンガン乾電池は比較的大きな電流が必要な模型自動車や電動歯ブラシなどに向き、定格電圧は同じく1.5Vである。
読解トレーニング問題
① マンガン乾電池の用途例は何か。
② 二つの乾電池の定格電圧はいくつか。
③ 大きな電流が必要な機器に向くのはどちらか。
5 小型電池
10補聴器などに使われ、小型でも放電容量が大きい電池は何か。
【解説】
空気亜鉛電池は小型でも放電容量が大きく、補聴器などに使われる。プリントの定格電圧は1.4Vである。リチウム乾電池はパソコンのバックアップ機能などに使われ、プリントの定格電圧は3.0Vである。
読解トレーニング問題
① 空気亜鉛電池の用途例は何か。
② 空気亜鉛電池の定格電圧はいくつか。
③ リチウム乾電池の用途例と定格電圧は何か。
6 充電池
11充電して繰り返し使用できる電池を何というか。
【解説】
二次電池は充電して繰り返し使える電池である。ニッケルカドミウム電池は大きな電流を流せ、電動工具などに使われる。ニッケル水素電池は放電容量が大きく、デジタルカメラなどに使われる。リチウムイオン電池は比較的軽く、多くの電気を蓄えられ、携帯電話などに使われる。
読解トレーニング問題
① ニッケルカドミウム電池の用途例は何か。
② ニッケル水素電池の用途例は何か。
③ リチウムイオン電池の特徴と用途例は何か。
学習テーマのまとめ
直流と交流はどのように異なり、電池はどう使い分けるのだろうか。
【まとめ】直流は電流の向きが変わらない電気である。 交流は電流の向きが周期的に変わる電気である。 周波数は、交流の変化が1秒間に繰り返される回数である。 マンガン乾電池は比較的安価で、小さな電流で動く機器に向いている。 空気亜鉛電池は小型でも放電容量が大きく、補聴器などに使われる。 二次電池は充電して繰り返し使える電池である。
3 エネルギーの利用（プリント4ページ）
学習テーマ エネルギーはどのような形で存在し、どのように変換されるのだろうか。
エネルギー：エネルギーとは仕事をする能力のことである。
エネルギー変換：エネルギー変換とは、エネルギーを別の種類に変えることである。
エネルギー資源：エネルギー資源には石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料がある。
1 エネルギー
12仕事をする能力を何というか。
【解説】
エネルギーとは仕事をする能力のことである。電気、光、熱、運動、位置、化学などさまざまな種類がある。私たちは目的に応じてエネルギーの種類を変えて利用している。
読解トレーニング問題
① エネルギーの種類を三つ挙げよう。
② エネルギーには一種類しかないか。
③ 私たちは目的に応じてエネルギーをどう利用するか。
2 エネルギー変換
13エネルギーの種類を別の種類に変えることを何というか。
【解説】
エネルギー変換とは、エネルギーを別の種類に変えることである。懐中電灯では電池の化学エネルギーが電気エネルギーになり、さらに光エネルギーになる。水力発電では高い位置の水がもつ位置エネルギーが運動エネルギーになり、発電機によって電気エネルギーになる。
読解トレーニング問題
① 懐中電灯で最初に利用するエネルギーは何か。
② 懐中電灯で最後に得る主なエネルギーは何か。
③ 水力発電では位置エネルギーは何を経て電気になるか。
3 エネルギー資源
14エネルギーを得るために利用する資源を何というか。
【解説】
エネルギー資源には石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料がある。自然に吹く風や太陽の光、水の力もエネルギーを得るために利用される。資源のエネルギーを使いやすい形に変換することで、生活や産業に役立てている。
読解トレーニング問題
① 化石燃料を二つ挙げよう。
② 自然の働きを利用する資源を二つ挙げよう。
③ 資源のエネルギーを変換する目的は何か。
学習テーマのまとめ
エネルギーはどのような形で存在し、どのように変換されるのだろうか。
【まとめ】エネルギーとは仕事をする能力のことである。 エネルギー変換とは、エネルギーを別の種類に変えることである。 エネルギー資源には石油、石炭、天然ガスなどの化石燃料がある。
4 エネルギー資源と発電（プリント5ページ）
学習テーマ 自然のエネルギー資源から、どのように電気をつくるのだろうか。
一次エネルギー：一次エネルギーは自然界にもともと存在するもので、石油、石炭、天然ガス、ウラン、太陽光、風力、水力などがある。
火力発電：火力発電では石油、石炭、天然ガスなどを燃やして熱を得る。
原子力発電：原子力発電はウランの核分裂で生じる熱を利用する。
太陽光発電：太陽光発電は半導体に光が当たると電気が生じる性質を利用する。
水力発電：水力発電では高い場所から落ちる水の力で水車を回し、発電機を動かす。
再生可能エネルギー：太陽光、風力、水力などは自然の働きによって繰り返し利用できる。
1 一次・二次エネルギー
15自然界にもともと存在するエネルギーを何というか。
【解説】
一次エネルギーは自然界にもともと存在するもので、石油、石炭、天然ガス、ウラン、太陽光、風力、水力などがある。一次エネルギーを使いやすい形に変換したものを二次エネルギーという。電気は二次エネルギーの代表例である。
読解トレーニング問題
① 一次エネルギーを三つ挙げよう。
② 二次エネルギーはどのように得られるか。
③ 二次エネルギーの代表例は何か。
2 火力発電
16化石燃料を燃やして蒸気をつくり、タービンを回す発電方法は何か。
【解説】
火力発電では石油、石炭、天然ガスなどを燃やして熱を得る。その熱で水を蒸気に変え、蒸気の力でタービンを回す。タービンにつながる発電機で電気をつくる。
読解トレーニング問題
① 火力発電で燃やす燃料を二つ挙げよう。
② 燃料の熱で水は何に変わるか。
③ 蒸気は何を回すか。
3 原子力発電
17ウランの核分裂による熱を利用する発電方法は何か。
【解説】
原子力発電はウランの核分裂で生じる熱を利用する。その熱で水を蒸気に変え、タービンを回して発電する。火力発電と同じく蒸気でタービンを回すが、熱を得る方法が異なる。
読解トレーニング問題
① 原子力発電で利用する物質は何か。
② 原子力発電では何の力でタービンを回すか。
③ 火力発電との違いは何か。
4 太陽光発電
18半導体に光が当たると生じる電気を利用する発電方法は何か。
【解説】
太陽光発電は半導体に光が当たると電気が生じる性質を利用する。太陽の光を直接電気エネルギーに変換する。蒸気でタービンを回す火力発電や原子力発電とはしくみが異なる。
読解トレーニング問題
① 太陽光発電に使う材料は何か。
② 何を直接電気エネルギーに変えるか。
③ 火力発電とのしくみの違いは何か。
5 水力・風力発電
19高い場所から落ちる水の力を利用する発電方法は何か。
【解説】
水力発電では高い場所から落ちる水の力で水車を回し、発電機を動かす。風力発電では風の力でプロペラを回し、発電機を動かす。どちらも自然の力で回転を起こして電気をつくる点が共通している。
読解トレーニング問題
① 水力発電では何を回すか。
② 風力発電では何を回すか。
③ 水力と風力の共通点は何か。
6 再生可能エネルギー
20太陽光・風力・水力など、繰り返し利用できるエネルギーを何というか。
【解説】
太陽光、風力、水力などは自然の働きによって繰り返し利用できる。化石燃料は埋蔵量に限りがあり、燃やすと二酸化炭素が発生する。再生可能エネルギーは発電時の二酸化炭素排出量が少ない点で注目されている。
読解トレーニング問題
① 再生可能エネルギーを二つ挙げよう。
② 化石燃料には量についてどのような問題があるか。
③ 再生可能エネルギーが注目される理由の一つは何か。
学習テーマのまとめ
自然のエネルギー資源から、どのように電気をつくるのだろうか。
【まとめ】一次エネルギーは自然界にもともと存在するもので、石油、石炭、天然ガス、ウラン、太陽光、風力、水力などがある。 火力発電では石油、石炭、天然ガスなどを燃やして熱を得る。 原子力発電はウランの核分裂で生じる熱を利用する。 太陽光発電は半導体に光が当たると電気が生じる性質を利用する。 水力発電では高い場所から落ちる水の力で水車を回し、発電機を動かす。 太陽光、風力、水力などは自然の働きによって繰り返し利用できる。
5 二次エネルギーの利用（プリント6ページ前半）
学習テーマ 電気や燃料は機器の中で何のエネルギーに変わるのだろうか。
運動エネルギー：電車は電気エネルギーを運動エネルギーに変えて走る。
1 機器のエネルギー変換
21電車は電気エネルギーを主に何エネルギーに変えるか。
【解説】
電車は電気エネルギーを運動エネルギーに変えて走る。ファンヒータは電気エネルギーを主に熱エネルギーに変えて暖める。照明は電気エネルギーを光エネルギーに変え、自動車の燃料に含まれる化学エネルギーは運動エネルギーに変わる。
読解トレーニング問題
① ファンヒータの主な出力は何エネルギーか。
② 照明の主な出力は何エネルギーか。
③ 燃料を使う自動車の入力は何エネルギーか。
学習テーマのまとめ
電気や燃料は機器の中で何のエネルギーに変わるのだろうか。
【まとめ】電車は電気エネルギーを運動エネルギーに変えて走る。
6 エネルギーの変換と効率（プリント6ページ後半）
学習テーマ エネルギーをどのくらい有効に利用できるか、どう求めるのだろうか。
エネルギー変換効率：入力エネルギーは機器に与えるエネルギーで、出力エネルギーは目的に合った形で取り出すエネルギーである。
出力エネルギー ÷ 入力エネルギー × 100：エネルギー変換効率（％）は出力エネルギーを入力エネルギーで割り、100を掛けて求める。
LED電球：プリントではLED電球、蛍光灯、白熱電球の光束がいずれも800lmである。
1 エネルギー変換効率
22入力エネルギーに対する目的の出力エネルギーの割合を何というか。
【解説】
入力エネルギーは機器に与えるエネルギーで、出力エネルギーは目的に合った形で取り出すエネルギーである。機器では摩擦や抵抗などによって目的外の熱などが生じる。目的の出力が入力に占める割合をエネルギー変換効率という。
読解トレーニング問題
① 入力エネルギーとは何か。
② 目的外のエネルギーが生じる原因を二つ挙げよう。
③ 効率で比べるのはどの二つのエネルギーか。
2 効率の計算
23エネルギー変換効率を百分率で求める公式を書こう。
【解説】
エネルギー変換効率（％）は出力エネルギーを入力エネルギーで割り、100を掛けて求める。プリントでは太陽光の入力が200kWh、電気の出力が27kWhである。27÷200×100＝13.5となるので、変換効率は13.5％である。
読解トレーニング問題
① プリントの入力エネルギーはいくつか。
② プリントの出力エネルギーはいくつか。
③ この例の変換効率はいくつか。
3 照明の省電力比較
24同じ800lmの明るさで最も消費電力が小さい照明は何か。
【解説】
プリントではLED電球、蛍光灯、白熱電球の光束がいずれも800lmである。消費電力はLED電球が10W、蛍光灯が25W、白熱電球が60Wである。同じ光束を得るのに必要な電力が最も少ないのはLED電球である。
読解トレーニング問題
① 三つの照明に共通する光束はいくつか。
② 蛍光灯と白熱電球の消費電力はそれぞれいくつか。
③ LED電球が省電力といえる理由は何か。
学習テーマのまとめ
エネルギーをどのくらい有効に利用できるか、どう求めるのだろうか。
【まとめ】入力エネルギーは機器に与えるエネルギーで、出力エネルギーは目的に合った形で取り出すエネルギーである。 エネルギー変換効率（％）は出力エネルギーを入力エネルギーで割り、100を掛けて求める。 プリントではLED電球、蛍光灯、白熱電球の光束がいずれも800lmである。
資料問題・計算問題
資料① 回路図（プリント1～2ページ）
問題：バスの降車用ボタンは、なぜどれを押してもランプがつくのか。
資料② 直流・交流のグラフ（プリント3ページ）
問題：時間がたっても電流の向きが変わらないグラフと、周期的に向きが変わるグラフはそれぞれ何を表すか。
資料③ 発電方法の写真（プリント5ページ）
問題：蒸気でタービンを回す発電方法を二つ答えよう。
計算問題（プリント6ページ）
問題：入力200kWh、出力27kWhの太陽光パネルのエネルギー変換効率を求めよう。
電気回路、電源、導線、スイッチ、負荷、回路図、図記号、直流、交流、周波数、一次電池、二次電池、エネルギー、エネルギー変換、一次エネルギー、二次エネルギー、火力発電、原子力発電、太陽光発電、水力発電、風力発電、再生可能エネルギー、入力エネルギー、出力エネルギー、エネルギー変換効率。
※図記号の形は元のプリントを見て確認してください。直流・交流のグラフは、名称の書き込みではなく電流の向きの定義を基準に学習してください。
