Handledning El och energi, åk 4–6
Blixtskaparen, plan 1
Frågeställning
Hitta Blixtskaparen. Tryck på knappen som laddar upp de båda kloten. När laddningsskillnaden är tillräckligt stor så sker en urladdning. Det kan kännas som en stöt, synas som en blixt eller låta som en smäll. Vad kallas begreppet? Prata om när ni vid något tillfälle upplevt detta fenomen,
Bärande idé
Den här Blixtskaparen kan skapa statisk elektricitet och få blixtar att hoppa mellan de två kloten! När motorn snurrar bandet på rullarna så laddas det stora klotet upp och blir positivt laddat. Det mindre klotet blir negativt laddat. Till slut blir spänningen mellan de två kloten så stor att det sker en urladdning och det skapas en blixt. Titta riktigt noga så kanske du kan se dem trots att det är lite ljust i rummet. Om du är alldeles tyst och lyssnar kanske du till och med kan höra ljudet av urladdningarna.
Handbatteriet, plan 1
Frågeställning
Hitta Handbatteriet (Plan 1). Lägg den ena handen på aluminiumplattan och den andra på kopparplattan. Vad visar mätaren? Varför ger inte mätaren utslag om du inte håller en hand på varje platta? Vad händer om ni ställer er i ring och håller hand där första och sista personen håller en hand på varsin platta?
Bärande idé
När du lägger händerna på plattorna bildas en mycket svag elektrisk ström som kan avläsas på mätaren i milliampere (mA). Utslaget kan variera beroende på händernas fuktighet. För att mätaren ska ge ett utslag måste det finnas en sluten krets mellan de två plattorna. Den slutna kretsen kan bestå av en eller flera personer som håller hand. Det är fukten i handflatorna och kroppen, tillsammans med metallernas olika förmåga att avge eller ta emot elektroner, som skapar den elektriska strömmen. Handbatteriet kan jämföras med en galvanometer - en känslig elektromekanisk anordning för att mäta små elektriska strömmar.
Koppla kretsar, plan 1, Koppla kretsar - Sluten krets och strömbrytare
Frågeställning
Koppla en krets så att minst en lampa lyser. Koppla in en strömbrytare i kretsen. Vad krävs för att lampan ska lysa?
Bärande idé
För att elektriska apparater eller lampor ska fungera måste strömmen (elektronerna) ha möjlighet att ta sig från minuspol till pluspol. Detta kallas för en sluten krets. En strömbrytare är en enhet som används för att öppna eller stänga en elektrisk krets och därmed kontrollera flödet av elektrisk ström.
Koppla kretsar- Serie- och parallellkoppling, plan 1
Frågeställning
Koppla först ihop de tre lamporna i en serie-koppling. Koppla sedan ihop två och en lampa i en parallell-koppling. Hur lyser lamporna? Jämför!
Bärande idé
Seriekoppling innebär att komponenterna är kopplade i serie eller på en rad. Om den ena lampan går sönder blir det inte en sluten krets, strömmen kan då inte gå mellan minus– och pluspol. Då slocknar den andra lampan också. Seriekopplade lampor kommer att dela upp spänningen mellan sig. Även strömmen delas. Därför lyser de seriekopplade lamporna svagare än en ensam lampan. I en parallellkoppling sitter lamporna parallellt med varandra. Här kommer alla lampor att lysa lika starkt. Spänningen över lamporna kommer vara lika stor som batteriets. Strömmen som går igenom lamporna kommer också vara lika stor. Man kan tänka att parallellkopplingen är flera kretsar som batteriet ger ström till samtidigt. Om en lampa i en parallellkoppling går sönder kommer de andra att fortsätta lysa. Strömmen har möjlighet att gå mellan minus och pluspol igenom de lampor som är hela.
Koppla kretsar - trappkoppling, plan 1
Frågeställning
Koppla in lampan och strömbrytarna så att du kan tända och släcka lampan oavsett vilken strömbrytare du använder.
Bärande idé
En trappkoppling är när du har två strömbrytare för samma lampa, en uppe och en nere i trappan. Du kan använda vilken som helst av dem för att tända eller släcka lampan, oberoende av var den andra är. Så om du är nere i trappan kan du tända lampan med den nedre brytaren, och om någon är uppe kan de släcka den med den övre brytaren.
Generator-Motor, plan 1
Frågeställning
Hitta Generator-Motor. Se till att den röda sladden sitter i kontakten. Prova att veva på först den ena och sedan den andra veven. Vad händer? Koppla ur den röda sladden och prova att veva igen. Vad händer nu?
Bärande idé
En generator omvandlar rörelseenergi till elektrisk energi. En motor omvandlar energi (kemisk eller elektrisk) till rörelseenergi. Vilken är motor och vilken är generator? När du vevar på ena sidan kommer veven på andra sidan också att börja snurra. Det kan ta en liten stund innan veven på andra sidan börjar röra sig. När den röda sladden kopplas ur bryts den slutna kretsen och veven på den sidan där du inte vevar kommer att stå stilla. En generator omvandlar rörelseenergi till elektrisk energi. En motor omvandlar energi (kemisk eller elektrisk) till rörelseenergi. Den apparat du vevar på är generator och den andra blir motor och tvärt om. Om du tittar noga så är generatorn och motorn precis likadana men samtidigt varandras motsatser.
Energicyklarna, plan 1
Frågeställning
Hitta Energicyklarna. Cykla på cyklarna tills lamporna lyser eller andra föremål rör sig. Varifrån kommer elektriciteten som får lamporna att lysa och föremålen att röra på sig?
Bärande idé
Ditt arbete på cykeln omvandlar kemisk energi från dina muskler till rörelseenergi när du får hjulet att röra sig. Cykeln är kopplad till en generator som omvandlar rörelseenergin till elektrisk energi.
Utforska / Hitta
Frågeställning
Hitta ett experiment i utställningen som använder elektricitet för att åstadkomma ljud, ljus eller rörelse. Vad heter experimentet? Hur ser det ut? Vad kan du undersöka i experimentet? På vilket sätt används elektriciteten för att åstadkomma ljud, ljus eller rörelse?
Bärande idé
Flera av Tom Tits experiment utnyttjar elkomponenter och enkel elektronik för att åstadkomma ljud, ljus eller rörelse. Nedan kommer förslag på några exempel. I Digi wall (klätterväggen i pelarsalen) används elektricitet och elektronik för att åstadkomma ljus och ljud. Klätterytan är även känslig för tryck. Sanddrejaren (Kraft & Rörelse plan 1) använder elektricitet för att driva motorerna som snurrar drejskivorna. Experimentet har även ett vred som kan reglera skivans hastighet. Gult ljus (Helt sinnes plan 2) har en stor strömbrytare som tänder en belysning med vitt ljus i rummet så att man kan se alla färger.
Lastbilshytten, plan 1
Frågeställning
Hitta Lastbilshytten. Ett stort och tungt fordon behöver mer energi för att kunna köra runt än ett lättare. Varför tror du att det är så?
Bärande idé
Nästan alla saker har någon gång transporterats med lastbil. Transporter är en stor del av energiförbrukningen i världen. Vad kan vi göra för att minska den? , Nästan allt gods i Sverige har transporterats på lastbi.l Minska Transporters negativa inverkan på klimatet genom: Ett transporteffektivare samhälle Ökad energieffektivitet i fordon Högre andel förnybara drivmedelför att driva fordonen
Långa bollbanan, plan 2
Frågeställning
Hitta Långa bollbanan. Ta en biljardboll och släpp i väg i långa bollbanan. Följ bollens väg. Vilka energiomvandlingar sker när du använder experimentet? Använd begreppen ljud, lägesenergi och rörelseenergi.
Bärande idé
Ett föremål som kan falla neråt har en slags sparad energi som kallas lägesenergi. Den är nära kopplad till rörelseenergi eftersom lägesenergi alltid omvandlas till rörelseenergi. Om ett föremål rör sig uppåt har det alltid lägesenergi. Biljardbollen som flyttas från golvet till en högre position har lägesenergi. När bollen rör sig från startpunkt till slutpunkt, som är högre upp, ökar lägesenergin. När bollen släpps och börjar rulla i banan, omvandlas lägesenergin till rörelseenergi. Rörelseenergin varierar på olika platser i banan. Där banan går uppåt ökar lägesenergin medan rörelseenergin minskar. Det sker till exempel i början av loopen och i uppförsbacken i slutet av loopen. Bollens rörelse mot banan får banan att vibrera och dessa vibrationer skapar ljud.
Slutet ekosystem, plan 2
Frågeställning
Hitta Slutet ekosystem. Titta på det slutna ekosystemet. Vilken energikälla använder växterna i experimentet för sin fotosyntes? Vilka energiomvandlingar sker? Använd begreppen elektrisk energi, kemisk energi, strålningsenergi (ljus) och värme.
Bärande idé
Den slutna behållaren fungerar som en alldeles egen liten värld med olika kretslopp där vatten, koldioxid och syre cirkulerar. Växterna växer eftersom de får ljus, vatten, koldioxid och näringsämnen. I våra burkar är solljusets energi utbytt mot växtlampor som lyser in genom burkens glas. Elektrisk energi omvandlas till strålningsenergi (ljus) och värme. Inuti burken pågår både fotosyntes och cellandning. När det är ljust kan växterna använda koldioxid och vatten för att producera kolhydrater och syre i en reaktion som kallas fotosyntes (Kemisk energi). Växtdelar bryts ner av nedbrytare som använder kolhydraterna tillsammans med syre för att få energi. Denna cellandning producerar koldioxid och vatten, precis som i den luft som vi andas ut. Ser du vattendroppar på glaset? Ljuset gör att luften i burken värms upp. Då kan vatten avdunsta från växterna och jorden som osynlig vattenånga. Vattenångan kondenserar och blir till vattendroppar när den når det kallare glaset. Dropparna rinner till slut ner mot burkens botten och kretsloppet börjar om på nytt.
Koppla kretsar, plan 1
Frågeställning
Hitta Koppla kretsar - Solenergi Få snurrorna att snurra md hjälp av lamporna och solceller. Koppla in en eller två solceller med en eller två svartgula snurror. Tänd lamporna med den svarta knappen. Ändra vindstyrkan med den röda knappen. Undersök hur snurrorna rör sig beroende på hur många solceller du använder eller hur starkt lamporna lyser.
Bärande idé
I lådan sitter två halogenlampor som simulerar solen. Det finns två solcellsytor som en och en eller tillsammans kan kopplas samman med antingen en eller två snurror. I solcellerna omvandlar ljusets energi (strålningsenergi) till rörelseenergi som sedan omvandlas till elektrisk energi. Den elektriska energin i solcellen omvandlas sedan till rörelseenergi i snurran. För att tända lamporna håller man inne den svarta knappen. Lampornas styrka kan justeras med skjutpotentiometern med den röda knappen. Ibland kan man behöva belysa solcellerna med full kraft för att de ska generera tillräckligt mycket energi för att starta upp snurrorna. Låt gärna eleverna reflektera kring om det finns några för- eller nackdelar med solceller.
Koppla kretsar, plan 1
Frågeställning
Hitta Koppla kretsar - Vindkraft Få lamporna att lysa med hjälp av vindkraft. Koppla in en eller två fläktar med en eller två glödlampor. Starta fläkten med den svarta knappen. Ändra ljusstyrkan med den röda knappen. Undersök hur lamporna lyser beroende på hur många vindkraftverk du har eller hur mycket det blåser.
Bärande idé
I lådan sitter en större fläkt som simulerar vinden. Det finns två mindre fläktar som simulerar vindkraftverk. Fläktarna kan en och en eller tillsammans kopplas samman med antingen en eller två lampor. Varje liten fläkt är kopplade till en generator som omvandlar rörelseenergi till elektrisk energi. Den elektriska energin omvandlas till strålningsenergi (ljus) i lampan. För att starta fläkten håller man inne den svarta knappen. Fläktens styrka kan justeras med skjutpotentiometern med den röda knappen. Låt gärna eleverna reflektera kring om det finns några för- eller nackdelar med vindkraft.
Välj ditt favoritexperiment som handlar om El och Energi.
Frågeställning
Vad heter experimentet? Hur ser experimentet ut? Vad ska man göra i experimentet? Vad kan man lära sig av experimentet?
Bärande idé
Här kan eleverna utforska utställningen utifrån eget intresse kopplat till temat. Kanske är det ett experiment som redan undersökts i och med dessa Tänk & Testa kort eller så är det något av de övriga experimenten som finns i utställningen. Här får eleven öva sig på att tolka experiment utifrån temat och använder relevanta begrepp. Eleven får även reflektera över vad man kan lära sig av experimentet utifrån den egna kunskapen.
Egen fråga/undersökning
Frågeställning
Eleverna formulerar sin egen undersökningsbara fråga och genomför undersökningen.
Bärande idé
Här kan eleverna ges möjlighet att själva vara delaktiga i att formulera frågeställningar samt planera, utföra och värdera undersökningarna. Är det en observationsstudie eller en experimentstudie? Hur lägger eleven upp sitt systematiska undersökande? Vad blir resultatet? Hur ska det dokumenteras? Detta kan genomföras antingen på något av de föreslagna experimenten i detta Tänk & Testa eller på ett eget valt experiment kopplat till temat.