Elektricitet 

Vi försöker förstå vad elektricitet är och prövar på hur den fungerar. Vi reflekterar kring elens betydelse i dagens samhälle.

Målgrupp och tid

  • För årskurs 4-6.
  • Heldagsaktivitet.

Temat i korthet

Vi reflekterar kring elens betydelse i dagens samhälle. Vi lär oss hur serie- och parallellkoppling fungerar och undersöker ledare och isolatorer. Eleverna får vara kreativa och bygga ett eget tittskåp med belysning eller alternativt tillverka egna strömbrytare och därigenom förstå hur en strömbrytare sluter kretsen och på så vis få olika elektriska föremål att fungera.

Kopplingar till Lgr 22

Allt arbete med ENaTs teman har många kreativa inslag som styrker elevernas växande och stödjer därmed delar av läroplanens intentioner i kapitel ett. Skolans värdegrund och uppdrag.

Text från sida åtta i läroplanen:

  • ” Skolan ska stimulera elevernas kreativitet, nyfikenhet och självförtroende samt vilja till att pröva egna idéer och lösa problem. Eleverna ska få möjlighet att ta initiativ och ansvar samt utveckla sin förmåga att arbeta såväl självständigt som tillsammans med andra. Skolan ska därigenom bidra till att eleverna utvecklar ett förhållningssätt som främjar entreprenörskap.”

Arbete med temat ska ge eleverna förutsättningar att utveckla

  • förmåga att reflektera över olika val av tekniska lösningar, deras konsekvenser för individen, samhället och miljön samt hur tekniken har förändrats över tid,
  • kunskaper om tekniska lösningar och hur ingående delar samverkar för att uppnå ändamålsenlighet och funktion, och
  • förmåga att genomföra teknikutvecklings- och konstruktionsarbeten
  • kunskaper om fysikens begrepp och förklaringsmodeller för att beskriva och förklara samband i naturen och samhället,
  • förmåga att genomföra systematiska undersökningar i fysik.

Centralt innehåll åk 4-6

Fysik

Fysiken i naturen och samhället

Elektriska kretsar med batterier. Hur de kan kopplas och hur de kan an­vän­das i vardaglig elektrisk utrustning.

Systematiska undersökningar och granskning av information

Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg. Plane­ring, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med ord, bil­der och tabeller.

Några upptäckter inom fysikområdet och deras betydelse för människans lev­nads­villkor och syn på naturen.

Kritisk granskning och användning av information som rör fysik.

Teknik

Tekniska lösningar

Tekniska lösningar som utnyttjar elkomponenter och enkel elektronik för att åstadkomma ljud, ljus eller rörelse, till exempel larm och belysning. Be­grepp som används i samband med detta.

Arbetsmetoder för utveckling av tekniska lösningar

Teknikutvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, under­sök­ning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning.

Egna konstruktioner där man använder mekanismer, elektriska kopplingar samt hållfasta och stabila strukturer.

Dokumentation av tekniska lösningar: skisser med vyer och mått­angi­vel­ser, ord samt fysiska och digitala modeller.

Förarbete

Klassrummet

  • Ett bord i främre delen av klassrummet, att plocka upp grejer på.
  • Papper/anteckningsbok att göra bilder och anteckningar på.
  • Förbereda gruppindelning av klassen. Helst två i varje grupp. Varje grupp har en egen arbetsplats.
  • Se till att varje elev har anteckningsmateriel, gärna NO-häfte eller liknande.

Om ni ska bygga tittskåp behövs dessutom:

  • En skokartong eller annan låda att göra ett tittskåp av (2-3 elever per låda).
  • Färgat papper/kartong/silkespapper av olika kvalitéer.
  • Tapetprover eller överblivna tapeter för att tapetsera tittskåpet med.
  • Småsaker som t.ex. glasspinnar, piprensare, flirtkulor, tändstickor, med mera.
  • Små tygbitar av olika slag.
  • Tapetlim eller papperslim och tejp – brukar gå åt en hel del.
  • Färgpennor och övrigt som man kan dekorera sitt tittskåp med.
  • Saxar, pennor och linjal.
  • Limpistol och smältlim om det finns. Övrigt material tar ENaT med sig.

Att arbeta med innan besöket

Det är bra om eleverna har hört talas om begrepp så som: olika laddningar, elektroner och spänning. Se filmen med SKURT om elektricitet. Titta från start till 05:44.

Gör en hjärnstorm i klassrummet

  • Eleverna får tänka igenom vilka olika saker familjen använt de senaste 24 timmarna som behöver el för att fungera. Allt skrivs upp på tavlan.
  • Efter diskussion suddas alla saker bort som inte fanns när läraren var barn.
  • Därefter suddas allt bort som inte fanns när generationen innan var barn.
  • Hur har vårt elberoende förändrats över tid?

Temadagen arbetsgång

Skriv viktiga ord och begrepp på tavlan

  • Elektricitet.
  • Atom.
  • Elektron.
  • Laddning.
  • Ström.
  • Sluten krets.
  • Ledare.
  • Isolator.
  • Kopplingsschema.
  • Seriekoppling.
  • Parallellkoppling.

Berätta om laddningar

Börja med elektricitet i naturen. Finns det? Var? Hur fungerar blixten.

Rita en bild som beskriver atomen med elektroner.

Elektricitet = elektroner som rör sig genom ett material.

Jämför statisk elektricitet – gnuggad ballong på vägg.

Två stavmagneter – repellerar-attraherar.

Film – Evas funkarprogram ström. Titta på filmen från början till tid 2.55.

Finns bara som fil.

Människor som ledare

Bilda en ring och illustrera sluten krets och ledningsförmåga i olika material med hjälp av ”kycklingen”.

Sluten krets - öppen krets.

Olika material – plastlinjal, sax, vatten. Jfr. ledare - isolatorer.

Gör en tabell: leder – leder inte.

Batterier och ledare

Visa en ledare metall och skyddshölje.

Visa hur elektroner rör sig mellan batteriets poler med hjälp av en ledare mha flirtkulor. (Om man vill kan man ha en elev som högtalare som piper när elektronerna passerar.)

Hur ser en glödlampa ut?

Visa en bild på en stor glödlampa. Fråga hur lampan ser ut i sockeln. Rita på tavlan, prata om hur elektronerna rör sig i lampan.

Hur fungerar ett batteri? Titta på ett batteri på utsidan och i genomskärning. Ta fram en no-bok där vi kan göra anteckningar. Skriv rubrik Elektricitet.

Smaka på ett batteri, (4,5V) om man vill.

Eleverna ska få en 3,5 V lampa att lysa med hjälp av ett 4,5V batteri. Rita och beskriv.

Dela ut en sladd, en lampa och ett 1,5 V batteri. Nu ska eleverna få lampan att lysa med hjälp av batteri och sladden. Rita och beskriv.

Kopplingsschema – Symboler

Nu delar vi ut batteri- och lamphållare.1,5 V batteri och två sladdar. Visa hur man ritar ett kopplingsschema med sladd, batteri och glödlampa. Eleverna ritar egna kopplingsscheman.

Läraren: Koppla 2 lampor med tre sladdar och ett batteri. Rita kopplingsschema.

Seriekoppling

Vad händer om vi skruvar ur en lampa?

  • Kan man seriekoppla hur många lampor som helst?
  • Hur används seriekoppling?
  • Fördelar och nackdelar.
  • Rita kopplingsschema.

Parallellkoppling

Ni ska nu få en lampa att lysa trots att den andra skruvas ur. Använd 4 sladdar.

  • Kan man parallellkoppla hur många lampor som helst?
  • Hur används parallellkoppling?
  • Fördelar och nackdelar.
  • Rita kopplingsschema.

Två olika lektioner - välj

1. Vi bygger ett tittskåp

Mål med aktiviteten

Att med fokus på kreativitet och skapande låta eleverna i grupper om 2-3 elever fritt skapa ett tittskåp med två parallellkopplade lampor som belysning.

Eleverna slutför arbetet senare om inte allt hinns med.

2. Bygg en egen strömbrytare

Mål med aktiviteten

Att med fokus på kreativitet låta eleverna tillverka egna strömbrytare och därigenom förstå hur en strömbrytare sluter kretsen och på så vis få olika elektriska föremål att fungera.

Grundkurs

Läraren: Rita ett kopplingsschema som visar hur ett batteri, en glödlampa och två ledningstrådar kopplas ihop till en sluten krets.

Uppgift: Få lampan att lysa utan att ni håller i delarna, de ska sitta ihop så man kan lyfta allt i batteriet.

ENaTs materiel:

  • Ledningstråd - skaladsladd.
  • Lamphållare – enkla varianten.
  • Lampor 1,5 V.
  • Batterier.
  • Batterihållare – enkla svarta.

Dela ut materialet och se till att eleverna får lampan att lysa.

Hur kan vi släcka lampan? Kom med förslag, testa förslagen. Kommer någon på hur man gör om man inte får ta bort någon sladd, inte ta bort lampan inte ta ur batteriet.

Fråga vad de tror ska hända om du klipper av den ena kopplingstråden.

Låt dom prova! Klipp av en av sladdarna på mitten. Lampan slocknar givetvis. Om ledningen sätts ihop igen tänds lampan. Nu har dom gjort en mycket enkel strömbrytare. Den här strömbrytaren är ju mycket opraktisk. Den fungerar bara om vi ”håller” i den hela tiden. Visa hur symbolen för strömbrytare ser ut, i kopplingsschemat.

Fortsättningskursen

Nu är det dags för eleverna att göra egna och mer hållbara strömbrytare.

Uppdrag 1

Utveckla en strömbrytare som kan sluta och öppna en elektrisk krets och därmed få en lampa att lysa. Ni får använda det material som finns i klassrummet och det ENaT har med sig. Viktigt att strömbrytaren hamnar där eleverna kapat sladden.

ENaTs materiel:

  • Små trä- eller spånskivebitar.
  • Häftstift.
  • Påsnitar.
  • Stora gem.
  • Hushållsfolie.
  • Smältlim (limpistol).
  • Kartong eller grövre papp.

Tre enkla sätt att göra en strömbrytare kan vara:

  1. Två häftstift i en träbit eller spånskiva och ett gem.
  2. En pappskiva och två påsnitar.
  3. En pappskiva, en mellanskiva med hål i och hushållsfolieNär den elektriska kretsen med en lampa som kan tändas och släckas med en egenkonstruerad strömbrytare fungerar ordentligt kommer en utveckling.
Uppdrag 2

Försök att bygga en uppfinning som du kan ”styra” med din strömbrytare. Till din hjälp har du nu även det extra materialet ENaT har med sig.Låt ev. eleverna göra ett kopplingsschema som visar hur deras strömkrets är kopplad.

Extra materiel
  • Små modellmotorer.
  • Summers.
  • Diodlampor.
  • Remskiva för motor.
  • Drivremmar.
  • Motorfäste.
  • Ljusdioder.
  • Blompinnar.
  • Glasspinnar.
  • Piprensare.
  • Trolldeg.

Efterarbete

Varför inte besöka något närliggande kraftverk där eleverna kan få uppleva hur el- och värmeenergi tillverkas.

Litteratur

Försök med teknik, Hans Norkvist och David Powell. s.164-184.

ISBN 978-91-21-14780-1.