Elektros energija yra pagrindinė šiuolaikinio gyvenimo dalis, tačiau ji dažnai nesuprantama. Visi sėdėjome per perkūniją ir susimąstėme apie mirtiną žaibo galią. Visi žinome, kad nelieskite lizdų šlapiomis rankomis, tačiau ar suprantame, kodėl mūsų rankos turi būti sausos? Elektra kontroliuoja daugelį pagrindinių mūsų kūno funkcijų, ypač smegenų ir nervų sistemoje, be to, tai yra nepaprastai universalus išteklius, naudojamas namuose ir versle visame pasaulyje. Ši veikla padės mokiniams suprasti elektros grandinių pagrindus ir tai, kaip elektra kasdien veikia mūsų gyvenimą.
Elektros prigimtis mokslininkus sujaukė tūkstantmečius ir buvo suprantama tik per pastaruosius 200 metų. Senovės graikai pirmiausia pastebėjo žolės sėklų prilipimo prie gintaro (suakmenėjusios medžių sulos) reiškinį, kai gintaras buvo trinamas gyvūno kailiu. Vėliau tai sužinosime kaip statinę elektrą . Terminas elektra yra kilęs iš lotyniško žodžio gintaras, elektrumas ir pirmą kartą buvo panaudotas seras Tomas Braunas 1600-aisiais po Viljamo Gilberto tyrimų apie patrauklias gintaro savybes, kur jis vartojo terminą „elektrikas“.
XIX amžiaus pabaigoje Godalmingo mieste, Anglijoje, nutiestas pirmasis viešasis elektros tinklas. Prie vietinio vandens malūno buvo prijungtas „Siemens“ generatorius, o per miestelį eidavo laidai, kad būtų galima prijungti įvairius žibintus. Dabar mes gyvename naujame amžiuje, kuriame neįsivaizduojame gyvenimo be elektros. Šiame amžiuje mūsų ištekliai yra riboti ir mokslininkai ieško naujesnių, ekologiškesnių ir išradingesnių elektros energijos gamybos būdų.
Baterija, sujungta su lempute dviem laidais, yra pati paprasčiausia elektros sistema, kurią naudojame mokydami savo studentus. Akumuliatorius sukuria potencialų skirtumą , dėl kurio laidų krūvis juda grandine. Kai krūvis teka, mes jį vadiname elektros srove. Norint, kad srovė tekėtų, mums reikia kažko, kad akumuliatorius judėtų, kaip akumuliatorius, ir visą kelią, kad įkrovos galėtų tekėti. Jei elektros grandinė nėra baigta, atvira grandinė , srovė neištekės, taigi lemputė neužsidegs.
Trys pagrindiniai elementinių grandinių kintamieji yra srovė , įtampa (potencialo skirtumas) ir varža . Tai apibendrina Ohmo dėsnis: įtampa = srovės x varža. Įtampa matuojama voltais, srovė amperais ir varža omu. Galite išmatuoti srovę naudodami ampermetrą, kuris grandinėje išdėstomas nuosekliai. Norėdami išmatuoti įtampą, grandinėje turite lygiagrečiai prijungti voltmetrą.
Jei padidinsime potencialų skirtumą, pavyzdžiui, įdėdami daugiau baterijų, padidės ir grandinėje tekanti srovė. Atsparumas yra matas, kaip sunku srovei tekėti grandinėje. Jei pridėsime daugiau lempučių, bendras grandinės pasipriešinimas padidės. Jei padidinsime pasipriešinimą, elektronams sunkiau judėti, todėl srovė mažės, o lemputės bus silpnesnės ar mirksės.
Aiškiai pristatykite medžiagas. Pasakykite mokiniams, ką kiekviena dalis veikia — baterija, lempa, laidai — prieš pradedant. Aiškios paaiškinimai padeda mokiniams jaustis pasitikinčiais ir saugiais.
Nupieškite greitą diagramą kartu. Nupieškite, kur kiekviena dalis turi būti, prieš jungiant ką nors. Šis vaizdinis žingsnis padeda išvengti sumaišties ir skatina mokinius galvoti iš anksto.
Demonstracija, kaip saugiai jungti laidus. Priminkite mokiniams tvarkingai tvarkyti komponentus ir laikyti rankas sausas. Patikrinkite jungtis saugumo ir tvirtumo, kad išvengtumėte atsitiktinių laidų išsiskyrimo.
Leiskite mokiniams įjungti savo grandinę ir stebėti lempos šviesą. Paklauskite jų, kas vyksta, ir aptarkite kodėl. Tai kuria džiaugsmą ir stiprina mokymąsi apie elektros srovę.
Aptarkite, kas pavyko gerai ir ką galima patobulinti. Kalbėkite apie bet kokias problemas (pvz., lempa nešviečia) ir ieškokite saugių sprendimų. Skatina mokinius kritiškai mąstyti ir elgtis atsakingai.
Elektros grandinė yra uždara kilpa, leidžianti elektros srovei tekėti iš šaltinio, pavyzdžiui, baterijos, per laidus ir įrenginius, tokius kaip lemputės, ir grįžti atgal į šaltinį. Jei grandinė yra pažeista, vadinama atidara, elektra negali tekėti.
Pradėkite nuo pagrindinės veiklos: prijunkite bateriją prie lemputės naudojant laidus, kad parodytumėte, kaip elektra teka grandinėje. Naudokite vizualius pagalbininkus, tokius kaip grandinių schemos arba siužetai, kad padėtumėte mokiniams įsivaizduoti kiekvieną dalį ir jos funkciją.
Uždaroje grandinėje elektra teka ir įrenginiai, kaip lemputės, veikia. Atviroje grandinėje kelias yra pažeistas, todėl elektra negali tekėti ir įrenginiai neveikia.
Pagrindinė grandinė apima maitinimo šaltinį (bateriją), laidus ir apkrovą (pavyzdžiui, lemputę). Kartais įdedami jungikliai ir matuokliai, kad būtų galima valdyti ar matuoti grandinę.
Pasipriešinimas apsunkina elektros srovės tekėjimą. Jei pridėsite daugiau lempučių ar rezistorių, bendras pasipriešinimas padidės, todėl lemputės bus blankesnės arba mirksės, nes tekės mažiau srovės.