Modul nr Produksjon av elektrisk energi kl

Transkript

1 Modul nr Produksjon av elektrisk energi kl Tilknyttet rom: Newton Meløy

2 1729 Newton håndbok - Produksjon av elektrisk energi kl Side 2 Kort om denne modulen Modulen tar for seg grunnleggende begreper i elektrisitetslæren og lar elevene utforske og løse oppgaver knyttet til produksjon av elektrisk energi. Gjennom målinger og eksperimenter skal elevene lære hvordan elektrisitet og magnetisme vekselvirker med hverandre, og hvordan dette kan utnyttes for å lage elektromagneter og hvordan vi kan produsere elektrisk energi gjennom induksjon. Modulen inneholder fem aktiviteter: 1. Magnetisme 2. Strømkretser 3. Elektromagnet 4. Elektrisk generator 5. Digital presentasjon Besøket på Newton-rommet tar en skoledag. Praktisk informasjon Besøkslærer skal på forhånd ha delt inn elevene i grupper på 2-3. Besøkslærer bør på forhånd orientere Newton-læreren om hvilket forarbeid klassen har gjort. Elevene kan ha med mat og drikke, men dette kan også kjøpes i kantina, hvor vi skal spise. Annet utstyr deles ut i Newtonrommet. Modulplan Forarbeid i skolen I Newton-rommet Informasjon og introduksjon til tema Aktivitet 1: Magnetisme Aktivitet 2: Strømkretser Aktivitet 3: Elektromagnet Lunsjpause Oppsummering plenum aktivtet 1, 2 og : Aktivitet 4: Elektrisk generator Aktivitet 5: Gruppeoppgave: Planlegge, lage og teste tyverialarm med lyd og lys. Ta bilder til bruk i rapporten. Etterarbeid i skolen

3 1729 Newton håndbok - Produksjon av elektrisk energi kl Side 3 Didaktisk plan for for- og etterarbeid Forarbeid Kort beskrivelse Før elevene kommer til Newtonrommet skal de kjenne til begrepene strøm og spenning, og de skal vite hvordan et amperemeter og et voltmeter (eventuelt digitalt multimeter) kobles inn i en enkelt strømkrets. Det forutsettes at besøkslærer behersker bruken av disse måleinstrumentene, og at besøkslærer gir elevene en gjennomgang av dette før Newtonbesøket. La gjerne elevene få prøve dette selv før de kommer til Newtonrommet. I forbindelse med begrepene strøm og spenning kan det suppleres med følgende animasjoner før Newtonbesøket: Begrepene strøm og spenning: Sprut og Spenning Strøm i en enkel strømkrets: Strømkrets Litt om bruken av analogt amperemeter og voltmeter: I forbindelse med gjennomgangen av amperemeter og voltmeter kan det suppleres med følgende tekst og bilde. Bildet under viser det utstyret som elevene vil møte på Newtonrommet.

4 1729 Newton håndbok - Produksjon av elektrisk energi kl Side 4 Over er det et bilde av en enkel strømkrets, med batteri, lyspære, amperemeter og voltmeter. Amperemeteret er merket med en A, mens voltmeteret er merket med en V, slik bildet viser. Når man skal måle strømmen med amperemeteret, må amperemeteret kobles slik at strømmen i kretsen går gjennom amperemeteret. På den måten kan amperemeteret "telle" antall elektroner på det stedet i kretsen som amperemeteret er koblet inn. Voltmeteret skal derimot kobles inn på en helt annen måte. Man sier at voltmeteret skal kobles over den komponenten (for eksempel en lyspære) man skal måle spenningen. I praksis betyr dette at de to ledningene fra voltmeteret skal kobles på hver sin siden av for eksempel lyspæra, slik bildet over viser. Hvis pila på amperemeteret eller voltmeteret spretter feil vei, det vil si under null, er det bare å bytte om på ledningene, og pila vil vise de riktige verdiene. Litt om multimeter: På Newtonrommet disponerer elevene også multimetre, og bildet under viser det multimeteret som elevene vil møte på besøksdagen. Et multimeter kan brukes både som amperemeter og voltmeter. Det som bestemmer dette, er det dreibare hjulet på multimeteret, som bildet over viser. Når man skal bruke multimeteret som amperemeter, må man koble det inn i kretsen slik det er beskrevet over, og som vist på bildet. Når man skal bruke multimeteret som voltmeter, må det kobles inn på samme måte som det analoge voltmeteret i det første bildet.

5 1729 Newton håndbok - Produksjon av elektrisk energi kl Side 5 OhmZone: OhmZone er et interaktivt nettverktøy der man fritt kan koble de strømkretsene man ønsker. Programmet er gratis å bruke, og kan finnes på: OhmZone Bildet under viser programmet i bruk. OhmZone inneholder de viktigste komponentene man finner i en enkel strømkrets. Disse kan kobles akkurat slik man ønsker, og ved hjelp av amperemeter og voltmeter kan man enkelt måle strøm og spenning på ulike plasser i strømkretsen. Man kan også sette inn brytere for å se hva som skjer hvis man bryter deler av kretsen. I OhmZone kan man også visualisere strømmen, som er et nyttig verktøy når man ønsker å se hvordan strømmen fordeler seg i forgreininger. OhmZone er et glimrende digitalt verktøy for å få kjennskap til begrepene strøm og spenning, og er også å anbefale som forarbeid før elevene kommer til Newtonrommet. Kompetansemål med læringsmål Forklare hvordan en magnet fungerer Forklare magnetiske krefter gjennom ulike forsøk Beskrive det magnetiske feltet rundt en stavmagnet Beskrive hvordan en lyspære er bygget opp Gjennomføre forsøk med enkle strømkretser Bruke et multimeter ved eksperimentelt arbeid Forklare hvordan man måler strøm og spenning i en krets Gjøre forsøk med seriekobling og parallellkobling Forklare egenskapene til en seriekobling Forklare egenskapene til en parallellkobling Forklare hvordan strømmen fordeler seg i greiner Beskrive det magnetiske feltet rundt en strømførende spole Forklare effekten av en jernkjerne inni en strømførende spole Forklare strømstyrkens virkning på magnetfeltet Beskrive hvordan en metallgjenstand påvirkes av en strømførende spole Beskrive hvordan man kan lage en egen magnet Beskrive det magnetiske feltet rundt en rett leder Bruke et analogt amperemeter Beskrive hvordan en magnet som beveger seg kan lage strøm i en spole Forklare hvordan magnetstyrken påvirker indusert strøm Forklare hvordan hastigheten til magneten påvirker indusert strøm

6 1729 Newton håndbok - Produksjon av elektrisk energi kl Side 6 Gjøre greie for hvordan mekanisk energi overføres til elektrisk energi Bruke Photo Story til digital presentasjon Bearbeide digitale bilder for bruk i digital presentasjon Bruke tale i digital presentasjon Gjennomføring og metodikk Vedlegg til aktivitet Etterarbeid Kort beskrivelse Elevene skriver rapport om sin oppfinnelse, og har med bilder og koblingsskjema. Rapporten kan føres på samme måte som en vanlig naturfag/lab-rapport, og inngå i klassens plan for naturfagrapporter dette skoleåret. Ved ønske om ytterligere praktisk arbeid, kan dataprogrammet OhmZone med fordel brukes som repetisjonsverktøy etter dagen på Newtonrommet. Elevene kan her koble enkle kretser i serie og parallell, og kontrollere strømmer og spenninger i disse kretsene. Link til OhmZone: Klikk her Det er ønskelig at både lærer og elever kan ta seg tid til tilbakemelding av dette Newtonopplegget: Evaluering elever: Evaluering klasselærer: Kompetansemål med læringsmål Forklare hvordan en magnet fungerer Forklare magnetiske krefter gjennom ulike forsøk Beskrive det magnetiske feltet rundt en stavmagnet Beskrive hvordan en lyspære er bygget opp Gjennomføre forsøk med enkle strømkretser Bruke et multimeter ved eksperimentelt arbeid Forklare hvordan man måler strøm og spenning i en krets

7 1729 Newton håndbok - Produksjon av elektrisk energi kl Side 7 Gjøre forsøk med seriekobling og parallellkobling Forklare egenskapene til en seriekobling Forklare egenskapene til en parallellkobling Forklare hvordan strømmen fordeler seg i greiner Beskrive det magnetiske feltet rundt en strømførende spole Forklare effekten av en jernkjerne inni en strømførende spole Forklare strømstyrkens virkning på magnetfeltet Beskrive hvordan en metallgjenstand påvirkes av en strømførende spole Beskrive hvordan man kan lage en egen magnet Beskrive det magnetiske feltet rundt en rett leder Bruke et analogt amperemeter Beskrive hvordan en magnet som beveger seg kan lage strøm i en spole Forklare hvordan magnetstyrken påvirker indusert strøm Forklare hvordan hastigheten til magneten påvirker indusert strøm Gjøre greie for hvordan mekanisk energi overføres til elektrisk energi Bruke Photo Story til digital presentasjon Bearbeide digitale bilder for bruk i digital presentasjon Bruke tale i digital presentasjon Gjennomføring og metodikk Elevene skal se presentasjonene som fra alle gruppene. De skal delta i samtale og gi tilbakemelding på hverandres digitale PhotoStories. Vedlegg til aktivitet

8 1729 Newton håndbok - Produksjon av elektrisk energi kl Side 8 Forankring i læreplanene i Kunnskapsløftet (LK 06) Forklare hvordan en magnet fungerer Forklare magnetiske krefter gjennom ulike forsøk Beskrive det magnetiske feltet rundt en stavmagnet Beskrive hvordan en lyspære er bygget opp Gjennomføre forsøk med enkle strømkretser Bruke et multimeter ved eksperimentelt arbeid Forklare hvordan man måler strøm og spenning i en krets Gjøre forsøk med seriekobling og parallellkobling Forklare egenskapene til en seriekobling Forklare egenskapene til en parallellkobling Forklare hvordan strømmen fordeler seg i greiner Beskrive det magnetiske feltet rundt en strømførende spole Forklare effekten av en jernkjerne inni en strømførende spole Forklare strømstyrkens virkning på magnetfeltet Beskrive hvordan en metallgjenstand påvirkes av en strømførende spole Beskrive hvordan man kan lage en egen magnet Beskrive det magnetiske feltet rundt en rett leder Bruke et analogt amperemeter Beskrive hvordan en magnet som beveger seg kan lage strøm i en spole Forklare hvordan magnetstyrken påvirker indusert strøm Forklare hvordan hastigheten til magneten påvirker indusert strøm Gjøre greie for hvordan mekanisk energi overføres til elektrisk energi Bruke Photo Story til digital presentasjon Bearbeide digitale bilder for bruk i digital presentasjon Bruke tale i digital presentasjon