Modul nr. 1371 Elektrisk energi - 7. trinn Tilknyttet rom: Newton Alta
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn Side 2 Kort om denne modulen 7. klassetrinn Modulen tar for seg 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 Til hver av aktivitetene er det elevark. Besøket på Newtonrommet tar en skoledag. Før elevene kommer til Newtonrommet skal de kjenne til begrepene strøm og spenning. Videre skal de vite hvordan et amperemeter og et voltmeter (eventuelt digitalt multimeter) kobles inn i en enkel strømkrets. Les mer om dette under Forarbeid. Etter at elevene har vært på Newtonrommet kan de jobbe videre med sine digitale presentasjoner, de kan jobbe videre med virkemåten til et vannkraftverk, eller de kan skrive rapporter på en eller flere av aktivitetene som er gjennomgått. Tidsbruk på dette vil variere. Les mer om dette under Etterarbeid. Praktisk informasjon Før besøket: Bli enige om elevene tar med mat og drikke, eller evt. hva de får lov å handle i kafeen. Det er viktig at elevene har fått jobbe med forarbeidet til denne modulen Elevene deles i par, og skrives inn på tilsendt Excel-ark. Send liste med navn på mail til Newtonlærer dagen før eller ta med en utskrift. Snakk med elevene om hvilke regler som bør gjelde for Newtonrommet og på høyskolen. På besøksdagen: Klassen må følges av lærer. Newtonrommet og Nordnorsk vitensenter Finnmark ligger i 2. etasje på Gulbygget (gml. husmorskolen). Dersom newtonlærer blir syk, vil dagen i Newtonrommet bli avlyst, og klassen får besøke rommet senere. Modulplan Forarbeid i skolen I Newton-rommet Kl 08.30-09.00: Oppstart. Informasjon og gjennomgang av aktiviteter Kl 09.00-11.00: Elevene jobber med Aktivitet 1-2 Kl 11.00-11.30: Lunsjpause Kl 11.30-13.30: Elevene fullfører Aktivitet 2-4 Kl 13.45: Avslutning Etterarbeid i skolen
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn 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.
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn 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.
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn 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
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn 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 lager i løpet av besøket i Newtonrommet en digital rapport som omhandler et av temaene vi har jobbet med. Læreren får rapportene med seg på en plate. Det anbefales at eleven får presentere resultatet sitt for de andre i klassen når klassen kommer tilbake til skolen. Forslag til aktuelle rapporter: Magnetisme Magnetfeltet rundt planeten vår Hvordan fungerer en lyspære? Seriekobling og parallellkobling Elektromagnet Produksjon av elektrisk energi Hvordan fungerer et vannkraftverk? Kommentar til siste rapportforslag: De aktivitetene elevene gjennomfører på Newtonrommet skal gjøre dem i stand til grovt å forstå hvordan et vannkraftverk fungerer. Sammen med demonstrasjonen av dette på Newtonrommet, gir dagen et godt grunnlag til å skrive denne rapporten. Digital presentasjon: I den digitale presentasjonen har elevene brukt et program som kalles PhotoStory. Dette er en gratisvare som fritt kan lastes ned fra nett.
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn Side 7 Linken for nedlasting av programmet PhotoStory er: Last ned Photo Story I linken under kan det lastes ned en kort forklaring på bruk av PhotoStory: Kort forklaring på bruk av Photo Story Vannkraftverk: Lærere i Sør-Troms kan gå inn på Newtonrommets Fronterside å finne en animasjon på hvordan et vannkraftverk fungerer i grove trekk. Dette ligger under Dokumenter øverst til venstre på startsiden. Logg inn på Fronter Hos Wikipedia kan man også få kortfattet informasjon om hvordan et vannkraftverk fungerer. Følg linken under: Vannkraftverk hos Wikipedia OhmZone: Programmet OhmZone er gratis å bruke, og er beskrevet i korte trekk under Forarbeid. Programmet kan finnes på: OhmZone OhmZone kan med fordel brukes som repetisjonsverktøy etter dagen på Newtonrommet. Elevene kan for eksempel koble enkle kretser i serie og parallell, og kontrollere strømmer og spenninger i disse kretsene. Besøkslæreren kan for eksempel vise ulike koblinger på storskjerm, og elevene kan i plenum diskutere resultater i forkant eller etterkant av strøm- eller
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn Side 8 spenningsmålinger. 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 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
1371 Newton håndbok - Elektrisk energi - 7. trinn Side 9 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