水を流すと、水車が回る。その回転が、電気を生み出す。みずくるくんは、水力発電のしくみを実物で確かめ、条件を変えながら違いを調べられる室内用の実験キットです。
「水の量を変えたらどうなる？」「水車の形が違うと、発電出力も変わる？」。目の前の動きから生まれた疑問を、測った数値やグラフで確かめ、自分なりの工夫へつなげられます。
紹介動画でキットの概要を見る
みずくるくんの紹介動画では、このキットがどんなものか、どんな実験や学びに使えるかをご紹介します。まずは水車と発電の関係から、キットでできることを見てみましょう。
室内で水を循環させて実験する
正式な製品名は「みずくるくんと学ぶ 室内用水力発電実験キット」です。ポンプで水を循環させながら、水車の回転と発電を観察できます。水をくり返し使い、同じ装置で条件を変えて試せる構成です。
実験中に水を受ける貯水BOXは、使い終わった装置や部品をしまう収納BOXにもなります。実験の準備から片付け、運搬までをつなげ、教室や展示会などへ持ち運んで使えるようにしています。
水の当て方と水車を変えて比べる
水車を回す方法は、次の3種類を比べられます。
- 水をためて流す
- 横から水を当てる
- 上から水を当てる
水車も交換できるので、羽根の形や枚数などが違う水車で、回り方や発電の違いを調べられます。
比較するときのコツは、変える条件を一つにすること。水車の形を比べるなら、水の当て方・流量・落差をそろえます。水の当て方を比べるなら、同じ水車を使います。何を変えた実験なのかがはっきりすると、結果の違いも考えやすくなります。
回る様子を数値とグラフで確かめる
表示BOXでは、電圧・電流・発電出力・積算発電量・回転数・流量・効率・抵抗の8項目を確認できます。センサーなどで測定した値に加え、測定値から計算した項目も表示します。
専用アプリの購入版では、表示値を手入力したり、BOXから取得したりして、実験結果を記録できます。発電出力や効率、速度比λを計算し、条件ごとのグラフ比較やレポートの保存・出力へつなげられます。
速度比λは、水の速さと水車の羽根先端の速さのバランスを表す値です。「たくさん回った」で終わらず、どの条件で効率がよかったのかを数値で考える入口になります。
Webアプリの無料版は、機能や学習内容を確認するプレビューです。数値入力・計算・記録・保存・BOX連携などは、購入版等の利用条件に応じて使えます。
考えた水車を形にしてもう一度試す
水車づくりのページでは、羽根枚数・羽根内側先端径・角度・湾曲度を変え、生成される形状と寸法を確認できます。3D表示で形を見ながら、次に試したい水車を考えられます。
購入者向けには、STL・PDF・DXFなどのデータ保存機能があります。形状を生成するツールであり、最も効率のよい形を自動で決めるものではありません。「この形ならどうなるだろう」と予想し、製作・実験・改良へつなげて使うための機能です。3Dプリント製作サービスは準備中です。
体験から探究へ学びを広げる
みずくるくんは、小学校高学年から中学生・高校生、大学・高専での学習、そして大人の実験や探究まで、理解に合わせて使い方を広げられます。
まずは水車の動きと発電を観察する。次に条件を変えて比べ、数値やグラフで理由を考える。さらに水車の形を工夫して、もう一度試す。実験とものづくりを行き来しながら、自分で答えを探していけるキットです。