Sisältö
Sähköä oppiminen rakentamalla sähköpiirejä on paras tapa näyttää lapsille kuinka sähkö toimii. Opiskelijoiden on ymmärrettävä, että elektronit hyppäävät ilman läpi positiivisesti varautuneeseen atomiin ja heidän on odotettava, kunnes negatiivisen ja positiivisen alueen välillä on silta syklin loppuun saattamiseksi. Tätä siltaa kutsutaan piiriksi. Kun opiskelijat oppivat muodostamaan yhteyden tai sillan kokeilun tai tiedeprojektin kautta, he oppivat, kuinka sähkö kulkee piirin läpi, jotta sitä voidaan käyttää päivittäisiin tarpeisiin ja toimintoihin.
Kirkkaampi hehkulamppu
Tässä kokeessa tarvitset piirin, jossa on paristolokero, kytkin ja lampun pistoke. Suurimmalla osalla luonnonopettajia ja luokanopettajia on tämäntyyppisiä yksinkertaisia piirejä luokkahuoneessa. Auta opiskelijoita kirjoittamaan hypoteesinsa heijastamaan sitä, mitä heidän mielestään tapahtuu hehkulampun kirkkaudelle, kun he käyttävät paristoja, joilla on vahvempi jännite. Aloita 1,5 voltin akulla asettamalla se piirin paristolokeroon. Pyydä oppilaita tallentamaan havaintoja lampun kirkkaudesta tiedepäiväkirjaan. Vaihda nyt 3 voltin akkuun ja vertaa lampun kirkkautta 1,5 voltin akun kirkkauteen. Tee johtopäätöksiä vielä korkeampien jännitteiden paristojen käytöstä havaintojen perusteella. Pyydä opiskelijoita kirjaamaan tulokset tiedepäiväkirjaan.
Piirikoe
Yksinkertaisen piirin rakentaminen on tapa, jolla Thomas Edison olisi tehnyt löytönsä sähköstä. Tässä kokeessa voit rakentaa piirin, joka on samanlainen kuin mitä Edison olisi käyttänyt laboratorioissaan. Tätä hanketta varten tarvitset kynälampun, taskulampun akun, kaksi, 6 tuuman lankapalaa, nauhan, jotta lanka pysyy akun päässä, pieni pala litteää metallia, kaksi pikkukuvaa ja pieni puupalo. . Käytä kytkintä varten puupuu ja kiinnitä yksi peukalo sisään. Työnnä toinen peukalo ohuen metallipalan läpi ja työnnä sitten peukalo puutavaraan. Varmista, että metalliosa koskettaa ensimmäistä piikkinauhaa, johon olet syöttänyt. Yhdistä ensimmäinen lankapala metallikappaleen peukaloon. Aseta hehkulamppu tämän lankakappaleen keskelle. Nauhataan ensimmäisen lankakappaleen pää akun loppuun. Nauhata toinen johdinpala akun toiseen päähän. Kiinnitä toisen lankakappaleen pää akun vastakkaiseen päähän ja kiinnitä toisen lankakappaleen toinen pää toiseen peukaloon. Piiri on valmis. Kun painat ohutta metalliosaa peukaloon, suoritat virtapiirin ja lamppu syttyy.
Sarja- ja rinnakkaispiirit
Sarja- ja rinnakkaispiirit johtavat sähköä, mutta tekevät sen kahdella eri tavalla. Tätä kokeilua varten tarvitset kaksi lamppupidikettä ja kaksi lamppupolvia, yhden D-kennon akun ja akkupidikkeen, kuusi eristetyn johtimen kappaletta, pituus noin 25-30 senttimetriä ja tiedepäiväkirja. Opiskele, kuinka tehdä piiri peruskomponenteilla ja miten hehkulampun valoa saadaan aikaan mahdollisimman vähän johtimia. Pyydä oppilaita piirtämään kaavio piirisuunnittelusta tiedepäiväkirjaan ja merkitsemään se "piiriin A." Luo nyt piiri, joka valaisee kaksi lamppua käyttämällä mahdollisimman vähän johtimia. Pyydä oppilaita piirtämään kaavio tästä piiristä tiedepäiväkirjassaan ja merkitsemään se "piiri B." Ennusta nyt, mitä tapahtuu, kun yksi sipuleista avataan ja pyydä oppilaita kirjoittamaan ennuste tiedepäiväkirjaansa. Testaa ennuste ja tallenna tulokset. Kokeile nyt mahdollisia tapoja tehdä piiri, joka antaa yhden lampun palaa, kun toinen on poistettu. Kun tiedät, että tämä piiri toimii, pyydä oppilaita piirtämään kaavio tiedepäiväkirjaansa ja merkitsemään se "kaavio C." Kokeile lopuksi lamppujen kirkkautta ruuvaamalla yksi lamppu irti ja vertaamalla kirkkautta kun molemmat lamput on kytketty. Pyydä oppilaita kirjaamaan havaintonsa.
Piirin osat
Tämän projektin tarkoituksena on rakentaa yksinkertainen piiri ja tunnistaa sen osat. Tätä varten tarvitset puolimetrisen kuparilangan, joka on leikattu kolmeen yhtä suureen osaan, akun, pienen taskulampun ja pistorasian, kytkimen, sähköteipin ja sakset. Ota kolme kuparilanganpalaa ja poista noin 1/2 senttimetriä johtimen eristyksestä molemmista päistä. Kiinnitä yksi johdoista akun positiiviseen päähän ja teippaa se alas. Kiinnitä johtimen toinen pää lampun oikealle puolelle. Kiinnitä toinen johdinpala akun miinuspuolelle ja teippaa se alas. Kiinnitä toinen pää kytkimen vasemmalle puolelle ja teippaa se alas. Ota viimeinen johdinpala ja kääri se kytkimen oikealle puolelle. Kiinnitä lopuksi vaijerin toinen pää lampun vasemmalle puolelle. Tarkkaile mitä tapahtuu, kun avaat ja suljet virtapiirin avaamalla tai kiristämällä polttimoa. Pyydä oppilaita piirtämään kaavio piiristään tiedepäiväkirjassaan ja merkitse kunkin osa asianmukaisesti: lähde, kytkentäjohdot, kytkin ja laite (akku, johdot, kytkin ja lamppu). Pyydä heitä kuvaamaan, mitä kukin osa tekee ja mitä tapahtuu piirille, kun edes yksi osista puuttuu.