Περιεχόμενο
Η μάθηση σχετικά με την ηλεκτρική ενέργεια με την οικοδόμηση ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι ο καλύτερος τρόπος να δείξετε στα παιδιά πώς λειτουργεί η ηλεκτρική ενέργεια. Οι μαθητές πρέπει να καταλάβουν ότι τα ηλεκτρόνια μεταπηδούν στον αέρα σε ένα θετικά φορτισμένο άτομο και πρέπει να περιμένουν έως ότου υπάρχει γέφυρα μεταξύ των αρνητικών και των θετικών περιοχών για να ολοκληρωθεί ο κύκλος. Αυτή η γέφυρα ονομάζεται κύκλωμα. Όταν οι μαθητές μαθαίνουν πώς να κάνουν μια σύνδεση ή μια γέφυρα μέσω ενός πειράματος ή ενός έργου επιστήμης, μαθαίνουν πώς ο ηλεκτρισμός ταξιδεύει μέσω ενός κυκλώματος ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τις καθημερινές ανάγκες και δραστηριότητες.
Φωτεινότερο λαμπτήρα
Σε αυτό το πείραμα, θα χρειαστείτε ένα κύκλωμα που διαθέτει ένα διαμέρισμα μπαταρίας, έναν διακόπτη και ένα δοχείο λαμπτήρα. Οι περισσότεροι καθηγητές επιστημών και καθηγητές στην τάξη διαθέτουν αυτά τα είδη απλών κυκλωμάτων που είναι διαθέσιμα στην τάξη. Βοηθήστε τους μαθητές να γράψουν την υπόθεσή τους για να αντικατοπτρίζουν αυτό που πιστεύουν ότι θα συμβεί με τη φωτεινότητα του λαμπτήρα όταν χρησιμοποιούν μπαταρίες με ισχυρότερη τάση. Ξεκινήστε με μια μπαταρία 1,5 volt τοποθετώντας την μέσα στη θήκη μπαταριών του κυκλώματος σας. Ζητήστε από τους μαθητές να γράψουν παρατηρήσεις σχετικά με τη φωτεινότητα του λαμπτήρα στο περιοδικό επιστήμης τους. Τώρα μεταβείτε σε μια μπαταρία 3 βολτ και συγκρίνετε τη φωτεινότητα του λαμπτήρα με αυτή της μπαταρίας 1,5 volt. Συγκεντρώστε συμπεράσματα σχετικά με τη χρήση μπαταριών με ακόμα υψηλότερες τάσεις βάσει των ευρημάτων. Ζητήστε από τους μαθητές να καταγράψουν τα αποτελέσματά τους σε επιστημονικό περιοδικό.
Πείραμα κυκλώματος
Η οικοδόμηση ενός απλού κυκλώματος είναι ο τρόπος με τον οποίο ο Thomas Edison θα έκανε τις ανακαλύψεις του για την ηλεκτρική ενέργεια. Σε αυτό το πείραμα, μπορείτε να φτιάξετε ένα κύκλωμα παρόμοιο με εκείνο που θα χρησιμοποιούσε ο Edison στα εργαστήριά του. Για αυτό το έργο, θα χρειαστείτε ένα λαμπτήρα φανάρι, μπαταρία φακού, δύο κομμάτια σύρματος 6 ιντσών, ταινία για να κρατήσετε το καλώδιο στο τέλος της μπαταρίας, ένα μικρό κομμάτι από επίπεδο μέταλλο, δύο πιέτες και ένα μικρό τεμάχιο ξύλου . Για το διακόπτη, χρησιμοποιήστε το μπλοκ από ξύλο και κολλήστε ένα πινέλο μέσα. Πιέστε το άλλο πινέλο μέσα από το λεπτό κομμάτι από μέταλλο και, στη συνέχεια, σπρώξτε το πέλμα στο κομμάτι ξύλου. Βεβαιωθείτε ότι το κομμάτι του μετάλλου αγγίζει την πρώτη πινακίδα που πιέσατε μέσα. Συνδέστε το πρώτο κομμάτι σύρμα με την πινακίδα στο μεταλλικό κομμάτι. Τοποθετήστε τον λαμπτήρα στο κέντρο αυτού του καλωδίου. Τραβήξτε το άκρο του πρώτου τεμαχίου σύρματος στο άκρο της μπαταρίας. Βάλτε το δεύτερο κομμάτι καλωδίου στο άλλο άκρο της μπαταρίας. Συνδέστε το άκρο του δεύτερου τεμαχίου καλωδίου στο αντίθετο άκρο της μπαταρίας και συνδέστε το άλλο άκρο του δεύτερου τεμαχίου καλωδίου με την άλλη πινελιά. Το κύκλωμά σας είναι πλήρες. Όταν πιέζετε το λεπτό κομμάτι μέταλλο στο πλέγμα, ολοκληρώνετε το κύκλωμα και ο λαμπτήρας ανάβει.
Σειριακά και παράλληλα κυκλώματα
Τα σειριακά και παράλληλα κυκλώματα εκτελούν ηλεκτρική ενέργεια, αλλά το κάνουν με δύο διαφορετικούς τρόπους. Για αυτό το πείραμα θα χρειαστείτε δύο υποδοχές λαμπτήρων και δύο λαμπτήρες, μία μπαταρία D και μία μπαταρία, έξι κομμάτια μονωμένου καλωδίου μήκους 25 έως 30 εκατοστών και επιστημονικό περιοδικό. Μελετήστε πώς μπορείτε να φτιάξετε ένα κύκλωμα με βασικά εξαρτήματα και πώς να φτιάξετε ένα φως λαμπτήρα με το μικρότερο δυνατό αριθμό καλωδίων. Έχετε τους μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα του σχεδιασμού κυκλωμάτων τους στο επιστημονικό περιοδικό τους και να το χαρακτηρίσουν "κύκλωμα Α". Τώρα δημιουργήστε ένα κύκλωμα που ανάβει δύο βολβούς χρησιμοποιώντας το μικρότερο δυνατό αριθμό συρμάτων. Ζητήστε από τους μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα αυτού του κυκλώματος στο επιστημονικό τους περιοδικό και να το ονομάσουν "κύκλωμα Β". Τώρα προβλέψτε τι θα συμβεί όταν ένας από τους βολβούς ξεβιδωθεί και οι μαθητές θα γράψουν την πρόβλεψή τους στο επιστημονικό περιοδικό τους. Ελέγξτε την πρόβλεψη και καταγράψτε τα αποτελέσματα. Τώρα πειραματιστείτε με πιθανούς τρόπους για να κάνετε ένα κύκλωμα που θα αφήσει ένα λαμπτήρα να παραμείνει αναμμένο ενώ το άλλο αφαιρείται. Μόλις ξέρεις ότι λειτουργεί αυτό το κύκλωμα, πρέπει οι μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα στο περιοδικό επιστήμης τους και να το επισημάνουν "διάγραμμα Γ". Τέλος, δοκιμάστε με τη φωτεινότητα των βολβών, ξεβιδώνοντας έναν λαμπτήρα και συγκρίνοντας τη φωτεινότητα με τον συνδυασμό των δύο λαμπτήρων. Ζητήστε από τους μαθητές να καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους
Μέρη ενός κυκλώματος
Σκοπός αυτού του έργου είναι η κατασκευή ενός απλού κυκλώματος και ο προσδιορισμός των τμημάτων του. Για να γίνει αυτό, θα χρειαστείτε ένα μισό-χάλκινο σύρμα χαλκού κομμένο σε τρία ίσα κομμάτια, μια μπαταρία, ένα μικρό λαμπτήρα φανός με μια υποδοχή, ένα διακόπτη, ηλεκτρική ταινία και ψαλίδι. Πάρτε τα τρία κομμάτια σύρματος χαλκού και αφαιρέστε περίπου το 1/2 εκατοστό της μόνωσης σύρματος και στα δύο άκρα. Συνδέστε ένα από τα καλώδια στο θετικό άκρο της μπαταρίας και βάλτε το. Συνδέστε το άλλο άκρο του καλωδίου στη δεξιά πλευρά του λαμπτήρα. Συνδέστε ένα άλλο κομμάτι καλωδίου στην αρνητική πλευρά της μπαταρίας και βάλτε το. Συνδέστε το άλλο άκρο στην αριστερή πλευρά του διακόπτη και βάλτε το. Πάρτε το τελευταίο κομμάτι σύρμα και το βγάζετε στη δεξιά πλευρά του διακόπτη. Τέλος, συνδέστε το άλλο άκρο του καλωδίου στην αριστερή πλευρά του λαμπτήρα. Παρατηρήστε τι συμβαίνει όταν ανοίγετε και κλείνετε το κύκλωμα χαλαρώνοντας ή σφίγγοντας τον λαμπτήρα. Έχετε τους μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα του κυκλώματος τους στο επιστημονικό περιοδικό τους και να επισημάνουν κάθε μέρος κατάλληλα: πηγή, καλώδια σύνδεσης, διακόπτη και συσκευή (μπαταρία, καλώδια, διακόπτη και λάμπα). Ζητήστε τους να περιγράψουν τι κάνει κάθε μέρος και τι συμβαίνει με το κύκλωμα όταν λείπει ακόμη και ένα από τα μέρη.