Förnyelsebara energikällor

Vi använder material från LEGO eLab för att lära oss mer om förnyelsebara energikällor.

Målgrupp och tid

  • Årskurs 5-9.
  • Halvdag.
  • Max 18 elever i 9 grupper.

Temat i korthet

Vi använder material från LEGO eLab för lära oss mer om förnyelsebara energikällor. Eleverna får tillverka el med hjälp av sol, vatten och vind. Energin lagras i kondensatorer och används för att driva olika bilar. Upplägget är kreativt, upplevelsebaserat och praktiskt. Gruppen kan max bestå av 18 elever i nio grupper.

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 förutsättning att utveckla 

  • kunskaper om fysikens begrepp och förklaringsmodeller för att beskriva och förklara samband i naturen och samhället
  • förmåga att genomföra systematiska undersökningar i fysik.
  • förmåga att använda fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, teknik och miljö, och

Centralt innehåll åk 4-6

Fysik 

Fysiken i naturen och samhället

Energiformer samt olika typer av energikällor och deras påverkan på miljön.

Krafter och rörelser som kan observeras och mätas i vardagssituationer.

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 tekniksa lösningar

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.

Centralt innehåll åk 7-9

Fysik

Fysiken i naturen och samhället

Energins flöde och oförstörbarhet samt olika energislags kvalitet. Olika ty­per av energikällor samt deras för- och nackdelar för samhället och miljön.

Systematiska undersökningar och granskning av information

Observationer och experiment med såväl analoga som digitala verktyg. For­mulering av undersökningsbara frågor, planering, utförande, värdering av resultat samt dokumentation med bilder, tabeller, diagram och rapporter.

Teknik

Teknik, människa, samhälle och miljö

Konsekvenser av teknikval utifrån ekologiska, ekonomiska och sociala as­pek­ter av hållbar utveckling.

Hur tekniken möjliggjort vetenskapliga upptäckter och hur vetenskapen har möjliggjort tekniska innovationer.

Hur föreställningar om teknik påverkar individers användning av tekniska lös­ningar och yrkesval.

Förarbete

Klassrummet

Försök att möblera klassrummet så att det finns nio arbetsplatser för 2 elever. Det ska också finnas en eller helst två vattenkranar med diskbänk. Eleverna ska ha med sig anteckningsmaterial och miniräknare.

Att arbeta med innan besöket

Begrepp

  • Energikällor.
  • Förnyelsebar energi.
  • Elekrisk motor.
  • Generator.
  • Turbin.
  • Kondensator.

Titta gärna igenom Naturskyddsföreningens förslag till arbeta med förnyelsebara energikällor.

Tider

Ett besök tar ca 2-3 timmar exklusive raster. Då ingår cirka 30 min för undanplockning och utvärdering.

Grupper

Vi kommer att arbeta med nio grupper. Läraren delar in eleverna i grupper i förväg. Det har visat sig att det ofta är bra att arbeta i homogena grupper med snabba, drivande elever i samma grupp och lite mer noggranna, eftertänksamma elever i andra grupper. Flickor och pojkar för sig kan fungera bra.

Temadagen

Under klassbesöket kommer eleverna att få samarbeta och undersöka förhållanden och samband inom energiområdet med ett vetenskapligt arbetssätt. Vi kommer att använda Legos energilådor e-lab och eleverna får bygga en del egna konstruktioner med lego och även arbeta undersökande med färdigbyggda föremål.

Introduktion

Förnyelsebara energikällor, energins omvandling och oförstörbarhet.

Se filmen "Snabbkoll! : Energi" på SLI:s webbplats.

Motor som generator

Gemensamt försök där eleverna får testa att använda en elektrisk motor som generator och med hjälp av handkraft få en lampa att lysa. Skapa elektrisk energi av mekanisk energi (s 65-66 i lärarhandledningen till e-lab).

Bygga elbilar

Varje grupp bygger två elbilar enligt s 20-23 och 24-26 i bygginstruktionen till e-lab.

Kolla att solpanelen kan generera el genom att använda elbil 1 med solpanel och belysa panelen med en glödlampa. Ta tid på hur snabbt bilen kan åka en meter och räkna ut vilken hastighet du kan komma upp i.

Fyll i resultatet i ditt protokoll. Protokoll finns som fil hos ENaT.

Gruppuppgift 1 - El från solen

Försök med glödlampa

  1. Belys solpanelen och koppla den till en liten glödlampa.
  2. Kan du få lampan att lysa med hjälp av el från solcellerna?

Försök med kondensator

  1. Ladda upp kondensatorn med elenergi från solpanelen under två minuter. Håll lampan på en dm avstånd.
  2. Koppla kondensatorn till elmotorn på elbil 2 och mät tiden det tar för bilen att åka en meter.
  3. Räkna ut hastigheten.
  4. Fyll i resultatet i ditt protokoll.

OBS! Kondensatorn måste laddas ur 30 sek med kortslutningssladden före varje försök!

Gruppuppgift 2 - El från vinden

Försök med glödlampa

  1. Starta vindkraftverket och koppla det till en liten glödlampa. Kan ni få lampan at lysa med hjälp av el från vindkraftverket?

Försök med kondensator

  1. Ladda upp kondensatorn med energi från vindkraftverket under 2 minuter. Obs! Rött mot rött!
  2. Koppla kondensatorn till elmotorn på elbil 2 och mät tiden det tar för bilen att åka en meter.
  3. Räkna ut hastigheten.
  4. Fyll i resultatet i ditt protokoll.

OBS! Kondensatorn måste laddas ur 30 sek med kortslutningssladden före varje försök!

Gruppuppgift 3 - El från vatten

Försök med glödlampa

  1. Koppla en glödlampa till generatorn på vattenkraftverket
  2. Se om ni kan få lampan att lysa.

Försök med kondensator

  1. Ladda upp kondensatorn med energi från vattenkraftverket under två minuter. Obs! Rött mot rött!
  2. Koppla kondensatorn till elmotorn på elbil 2 och mät tiden det tar för bilen att åka en meter.
  3. Beräkna hastigheten.
  4. Fyll i resultatet i ditt protokoll.

OBS Kondensatorn måste laddas ur 30 sek med kortslutningssladden före varje försök!

Extrauppgifter

  1. Beräkna verkningsgraden - Använd en elektrisk motor som generator och driv en elektrisk motor med handkraft. Sätt på stora remskivor, en på generatorn och en på motorn och räkna antalet varv på generatorn respektive på motorn. Räkna ut verkningsgraden.
  2. Kör bil 2 med handkraft- 1. Använd en elmotor som generator och koppla till elmotorn på bil 2 och mät tiden det tar för bilen att åka en meter. - 2. Beräkna hastigheten.
  3. Film med Skurt ”Hur blir el till” och Evas funkarprogram - Energi" Frågor kring filmerna finns som fil hos ENaT.

Efterarbete

Försök att använda ENaT dagen som en del i den vanliga undervisningen. Dagen kan vara en inledning, komma in under eller i slutet av ett temaarbete. Varför inte besöka något närliggande kraftverk där eleverna kan få uppleva hur eloch värmeenergi tillverkas.

Jämför en gammal väderkvarn med ett vindkraftverk. Vilka energiformer är det frågan om?

Upptäck mer om energins oförstörbarhet och flöde genom ett praktiskt experiment.

Bygg ett eget vattenhjul, ute eller inne. Kan ni driva något med ert hjul? Det finns många förslag på nätet kring vattenhjul tex: