Temat: Urządzenia elektryczne

Materiał uzupełniający do wykorzystania na lekcjach w grupie przedmiotów przyrodniczych (przyroda, biologia, chemia, geografia, fizyka), zajęciach dodatkowych, kołach zainteresowań. Może służyć jako zasób poszerzający wiedzę, przygotowujący uczniów do konkursów przyrodniczych.

Autor: Zyta Sendecka

Adresat

Uczeń klasy VII szkoły podstawowej – fizyka.

Podstawa programowa

Cele kształcenia – wymagania ogólne

1) Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.

2) Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

3) Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.

4) Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy materiałów źródłowych, w tym tekstów popularnonaukowych.

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

1. wyodrębnia z tekstów, tabel, diagramów lub wykresów, rysunków schematycznych lub blokowych informacje kluczowe dla opisywanego zjawiska bądź problemu; ilustruje je w różnych postaciach;

3. rozróżnia pojęcia: obserwacja, pomiar, doświadczenie; przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów;

4. opisuje przebieg doświadczenia lub pokazu; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów;

9. przestrzega zasad bezpieczeństwa podczas wykonywania obserwacji, pomiarów i doświadczeń.

VI. Elektryczność. Uczeń:

3. rozróżnia przewodniki od izolatorów oraz wskazuje ich przykłady;

9. posługuje się pojęciem napięcia elektrycznego jako wielkości określającej ilość energii potrzebnej do przeniesienia jednostkowego ładunku w obwodzie; stosuje jednostkę napięcia;

11. wyróżnia formy energii, na jakie jest zamieniana energia elektryczna; wskazuje źródła energii elektrycznej i odbiorniki;

16. doświadczalnie:

3) rozróżnia przewodniki od izolatorów oraz wskazuje ich przykłady,

Cel lekcji

Uczniowie budują prosty obwód elektryczny i wykorzystują go do sprawdzania przewodzenia prądu elektrycznego przez różne substancje.

Kryteria sukcesu

  • wyjaśnisz, skąd bierze się prąd elektryczny w domu;

  • wskażesz źródła prądu elektrycznego;

  • zbudujesz prosty obwód elektryczny;

  • przeprowadzisz doświadczenie sprawdzające, czy dana substancja przewodzi prąd elektryczny.

Kompetencje kluczowe

  • porozumiewanie się w języku ojczystym;

  • porozumiewanie się w językach obcych;

  • kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo‑techniczne;

  • kompetencje informatyczne;

  • umiejętność uczenia się;

  • kompetencje społeczne i obywatelskie.

Metody/formy pracy

Pogadanka, praca z tekstem, metoda warsztatowa, obserwacja bezpośrednia.

Praca grupowa, praca indywidualna oraz praca w parach.

Środki dydaktyczne

  • abstrakt;

  • tablica interaktywna lub tradycyjna;

  • tablety/komputery;

  • opakowania po żarówkach (po jednym na parę);

  • przedmioty potrzebne do przeprowadzenia „Doświadczenia 1”: cytryna, gwóźdź miedziany, gwóźdź ocynkowany, dwa krótkie przewody, żarówka LED;

  • przedmioty potrzebne do przeprowadzenia „Doświadczenia 2”: płaska bateria, trzy przewody, żarówka LED, grafit, gumka do wycierania, aluminiowa łyżeczka, zapałka.

Fazy lekcji

Wstępna

  1. Nauczyciel pyta uczniów, które substancje przewodzą prąd elektryczny, a które go nie przewodzą.

  2. Nauczyciel podaje temat i cel lekcji w języku zrozumiałym dla ucznia oraz kryteria sukcesu.

Realizacyjna

  1. Uczniowie dobierają się w pary. Każda otrzymuje opakowanie po żarówce. Uczniowie oglądają ilustrację interaktywną i omawiają informacje zamieszczane na opakowaniach żarówek. Sprawdzają, czy podobne informacje widnieją na opakowaniach, które otrzymali od nauczyciela.

  2. Nauczyciel prosi uczniów, żeby przeczytali fragment abstraktu pt. „Prąd stały i przemienny”, a następnie samodzielnie wykonali ćwiczenie interaktywne nr 1.

  3. Nauczyciel prosi uczniów, aby w parach zbudowali obwód elektryczny wg instrukcji zamieszczonej w abstrakcie („Doświadczenie 1”), a następnie narysowali go w zeszytach i odpowiednio opisali, posiłkując się w razie potrzeby schematem obwodu elektrycznego przedstawionym na ilustracji „Układ elektryczny”.

  4. Uczniowie przeprowadzają „Doświadczenie 2” i sporządzają tabelę zestawiającą substancje przewodzące prąd (przewodniki) oraz nieprzewodzące ( izolatory). Uczniowie przedstawiają wyniki doświadczenia.

Podsumowująca

  1. Uczniowie samodzielnie wykonują ćwiczenie interaktywne nr 2 oraz ćwiczenie interaktywne nr 3.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

insulator
insulator
RVxWr40LwIOLf
nagranie dźwiękowe słówka

izolator – substancja, która nie przewodzi prądu elektrycznego, np. tworzywa sztuczne, porcelana

electrical circuit
electrical circuit
RJc4ZW4mZzT46
nagranie dźwiękowe słówka

obwód elektryczny – zestaw elementów elektrycznych połączonych ze sobą przewodami elektrycznymi, złożony co najmniej ze źródła prądu i odbiornika

receiver
receiver
RfpmVqgb1Ck5F
nagranie dźwiękowe słówka

odbiornik – każde urządzenie działające przy wykorzystaniu energii elektrycznej

alternating current
alternating current
RhBi93Z4u1HSN
nagranie dźwiękowe słówka

prąd przemienny – prąd, którego kierunek i napięcie regularnie i bardzo szybko się zmieniają

direct current
direct current
RjOrf8oTJdfze
nagranie dźwiękowe słówka

prąd stały – prąd, którego napięcie nie zmienia się w krótkich przedziałach czasu

conductors
conductors
RHxiexF5hf3b5
nagranie dźwiękowe słówka

przewodniki – ciała dobrze przewodzące prąd elektryczny, np. miedź, aluminium, srebro

electric wire
electric wire
R9o6wlMDxcfxu
nagranie dźwiękowe słówka

przewód elektryczny – przewód wykonany najczęściej z drutu miedzianego (lub innego przewodnika elektrycznego), pokrytego warstwą izolatora

power source
power source
RHLamT2zWm0RV
nagranie dźwiękowe słówka

źródło prądu – element obwodu elektrycznego wytwarzający napięcie, np. sieć energetyczna zakończona gniazdkiem elektrycznym, bateria, akumulator, dynamo

Teksty i nagrania

R1cUvfJYNIBjI
nagranie dźwiękowe abstraktu

Electrical equipment

The home has many electrical appliances. Each one is powered by electricity, but where do we get it? Our devices need to have the correct power source with the correct voltage. The voltage value is given in volts and is shown with a „V”, eg 230 V means 230 Volts. This is the voltage of all the electrical outlets in Poland. Each electrical device displays what voltage it needs. The voltage in the outlet comes from a power station. In everyday life we also use other sources of electricity, differing in voltage and the type of current.

As we already know, around us we can find sources of two types of the current, DC and AC. The voltage of direct current does not change. On the other hand in alternating current the voltage changes very quickly (around 50 - 60 times per second, and sometimes much faster).

Direct current examples are batteries and rechargeable batteries. Such devices have the common name cell. Chemical reactions occur inside them, which allows them to generate electricity which allows them to power devices which require a little power. It is difficult to send direct current over long distances. Therefore, the current we use in our household sockets is alternating current. This current can be transmitted over long distances and thus power devices which require more power.

In order for the device to start working, it must be connected to the appropriate source of electricity using wires. It is therefore necessary to build an electrical circuit. All electrical circuits, even the simplest ones, consists of several basic elements. These are:

  • a power source,

  • an electrical energy receiver (receivers),

  • electric wires.

The most important part of the electrical circuit is the power source otherwise known as the voltage source. Without a source of electricity, an electric current will not flow in the circuit and the electrical device connected to the circuit will not work. Another element in the circuit is the receiver. The receivers are all devices operating with the use of electricity, eg a light bulb, a TV set, an iron or an electric heater. Electric wires is nothing but a conductive wire.

Wondering why some materials are used to build electrical wiring, and others to create the insulation for these wires? The explanation is simple: the internal element is designed to conduct electricity, while the insulation should protect us from an electric shock, because it does not conduct electricity itself.

As you already know, some things conduct electricity very well. We call them conductors of electricity. Other things do not conduct electricity – these are called insulators.

Let's check together what objects around us are conductors and what objects are insulators? Let's use the electric circuit to find out, instead of using a circuit breaker, we will include various objects in the circuit.

  • The power source produces a current with a certain voltage.

  • DC or AC are used to power electrical equipment.

  • Each device needs a suitable power source for itself.

  • The electric circuit consists of at least a power source and its receiver, which are connected by wires.

  • In order for the current to flow through the circuit, the circuit must be closed.

  • Conductive materials are called conductors, while poorly conductive materials are insulators.