Energia electrică este o parte majoră a vieții moderne, dar este adesea înțeleasă greșit. Cu toții ne-am așezat în timpul furtunii și ne-am întrebat de puterea mortală a fulgerului. Cu toții știm să nu atingem prize cu mâinile ude, dar înțelegem de ce mâinile noastre ar trebui să fie uscate? Energia electrică controlează multe funcții majore ale corpului nostru, în special în creier și sistemul nervos și este, de asemenea, o resursă extrem de versatilă folosită în case și afaceri din întreaga lume. Următoarele activități îi vor ajuta pe elevi să înțeleagă bazele circuitelor electrice și modul în care electricitatea ne afectează viața în fiecare zi.
Natura electricității a declanșat oamenii de știință de milenii și a fost înțeleasă cu adevărat doar în ultimii 200 de ani. Grecii Antici au remarcat pentru prima dată fenomenul de semințe de iarbă lipite de chihlimbar (puști de arbori fosilizate) după ce chihlimbarul a fost frecat cu blană de animale. Este ceva ce am descoperi ulterior drept electricitate statică . Termenul de electricitate provine de la cuvântul latin pentru chihlimbar, electrum și a fost folosit pentru prima dată de Sir Thomas Browne în anii 1600 după studiile lui William Gilbert cu privire la proprietățile atractive ale chihlimbarului unde a folosit termenul „electricus”.
La sfârșitul secolului 19, prima rețea publică de electricitate a fost realizată în Godalming, Anglia. Un generator Siemens a fost conectat la o moară locală de apă și s-au derulat fire prin oraș pentru a conecta diverse lumini. Acum trăim într-o nouă perioadă în care nu ne putem imagina viața fără electricitate. Și în această epocă, există limite care sunt puse în resursele noastre, iar oamenii de știință caută modalități mai noi, mai ecologice și mai inventive de a genera electricitate.
O baterie conectată la un bec cu două fire este cel mai simplu dintre sistemele electrice pe care le folosim pentru a începe să-i învățăm pe elevii noștri. Bateria oferă o diferență de potențial care face ca încărcarea din fire să se miște în jurul circuitului. Când încărcătura curge, o numim curent electric. Pentru a curge curentul, avem nevoie de ceva care să facă încărcarea să se miște, cum ar fi o baterie și o cale completă pentru ca încărcările să circule. Dacă circuitul electric nu este complet, un circuit deschis , curentul nu va curge și, astfel, becul nu se va aprinde.
Cele trei variabile majore din circuitele elementare sunt curentul , tensiunea (diferența de potențial) și rezistența . Aceasta este rezumată de legea lui Ohm: tensiune = curent x rezistență. Tensiunea se măsoară în volți, curent în amperi și rezistență în Ohms. Puteți măsura curentul folosind un ampermetru care este plasat în serie într-un circuit. Pentru a măsura tensiunea, trebuie să conectați un voltmetru în paralel în circuit.
Dacă creștem diferența de potențial, adăugând de exemplu mai multe baterii, atunci va crește și curentul care circulă în circuit. Rezistența este o măsură a cât de dificil este curentul să curgă într-un circuit. Dacă adăugăm mai multe becuri, rezistența totală într-un circuit crește. Dacă creștem rezistența, este mai greu să se miște electronii, deci curentul scade, iar becurile vor fi mai slabe sau pâlpâie.
Prezintă materialele clar. Spune elevilor ce face fiecare componentă—baterie, bec, fire—înainte de a începe. Explicațiile clare ajută elevii să se simtă încrezători și în siguranță.
Desenează împreună un diagram rapid. Desenează unde va fi fiecare parte pe hârtie înainte de a conecta orice. Această etapă vizuală previne confuzia și ajută elevii să gândească în avans.
Demonstrează conectarea firelor în siguranță. Amintește elevilor să manipuleze componentele cu grijă și să păstreze mâinile uscate. Verifică conexiunile pentru siguranță și strângere pentru a evita firele slăbite.
Lasă elevii să pornească circuitul și să observe dacă becul se aprinde. Roagă-i să observe ce se întâmplă și să discute de ce. Asta stimulează entuziasmul și întărește învățarea despre electricitate.
Discută ce a mers bine și ce se poate îmbunătăți. Vorbește despre orice probleme (de ex., becurile care nu se aprind) și propune soluții sigure. Împuternicește elevii să gândească critic și să acționeze responsabil.
Circuitul electric este un buclă închisă care permite electricității să circule de la o sursă, precum o baterie, prin fire și dispozitive precum becuri și să revină la sursă. Dacă bucla este întreruptă, numit un circuit deschis, electricitatea nu poate circula.
Începe cu o activitate de bază: conectează o baterie la un bec folosind fire pentru a arăta cum circulă electricitatea într-un circuit. Folosește ajutoare vizuale, cum ar fi diagrame de circuite sau storyboard-uri, pentru a ajuta elevii să vizualizeze fiecare parte și funcția sa.
Într-un circuit închis, electricitatea circulă și dispozitivele precum becurile funcționează. Într-un circuit deschis, calea este întreruptă, astfel electricitatea nu circulă și dispozitivele nu funcționează.
Un circuit de bază include o sursă de energie (baterie), fire și o sarcină (cum ar fi un bec). Uneori, se adaugă comutatoare și contoare pentru a controla sau măsura circuitul.
Rezistența face mai dificilă circulația electricității. Dacă adaugi mai multe becuri sau rezistențe, rezistența totală crește, ceea ce face ca becurile să fie mai slabe sau să pâlpâie deoarece curentul este mai mic.