Παιδικά πειράματα με ηλεκτρικά κυκλώματα

Η εκμάθηση της ηλεκτρικής ενέργειας με την κατασκευή ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι ο καλύτερος τρόπος για να δείξετε στα παιδιά πώς λειτουργεί η ηλεκτρική ενέργεια. Οι μαθητές πρέπει να καταλάβουν ότι τα ηλεκτρόνια πηδούν μέσω του αέρα σε ένα θετικά φορτισμένο άτομο και πρέπει να περιμένουν μέχρι να υπάρξει γέφυρα μεταξύ των αρνητικών και θετικών περιοχών για να ολοκληρώσουν τον κύκλο. Αυτή η γέφυρα ονομάζεται κύκλωμα. Όταν οι μαθητές μαθαίνουν πώς να κάνουν μια σύνδεση ή να γεφυρώσουν ένα πείραμα ή ένα επιστημονικό έργο, μαθαίνουν πώς η ηλεκτρική ενέργεια ταξιδεύει μέσω ενός κυκλώματος, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για καθημερινές ανάγκες και δραστηριότητες.

Σε αυτό το πείραμα, θα χρειαστείτε ένα κύκλωμα που διαθέτει χώρο μπαταριών, διακόπτη και υποδοχή λαμπτήρα. Οι περισσότεροι καθηγητές επιστήμης και δάσκαλοι στην τάξη διαθέτουν αυτούς τους τύπους απλών κυκλωμάτων στην τάξη. Βοηθήστε τους μαθητές να γράψουν την υπόθεσή τους για να αντανακλούν τι πιστεύουν ότι θα συμβεί στη φωτεινότητα του λαμπτήρα όταν χρησιμοποιούν μπαταρίες με ισχυρότερη τάση. Ξεκινήστε με μια μπαταρία 1,5 volt τοποθετώντας την στο διαμέρισμα μπαταριών στο κύκλωμα σας. Ζητήστε από τους μαθητές να καταγράψουν παρατηρήσεις σχετικά με τη φωτεινότητα του λαμπτήρα στο επιστημονικό τους περιοδικό. Τώρα μεταβείτε σε μια μπαταρία 3 volt και συγκρίνετε τη φωτεινότητα του λαμπτήρα με αυτήν της μπαταρίας 1,5 volt. Εξαγάγετε συμπεράσματα σχετικά με τη χρήση μπαταριών με ακόμη υψηλότερες τάσεις με βάση τα ευρήματα. Βάλτε τους μαθητές να καταγράψουν τα αποτελέσματά τους σε επιστημονικό περιοδικό

Η κατασκευή ενός απλού κυκλώματος είναι ο τρόπος με τον οποίο ο Thomas Edison θα έκανε τις ανακαλύψεις του σχετικά με την ηλεκτρική ενέργεια. Σε αυτό το πείραμα, μπορείτε να δημιουργήσετε ένα κύκλωμα παρόμοιο με αυτό που θα χρησιμοποιούσε ο Edison στα εργαστήριά του. Για αυτό το έργο, θα χρειαστείτε έναν λαμπτήρα, μια μπαταρία φακού, δύο, καλώδια 6 ιντσών, ταινία για κρατήστε το καλώδιο στο άκρο της μπαταρίας, ένα μικρό κομμάτι από μέταλλο, δύο πινέζες και ένα μικρό μπλοκ ξύλο. Για το διακόπτη, χρησιμοποιήστε το μπλοκ ξύλου και κολλήστε μια πινέζα. Σπρώξτε την άλλη πινέζα μέσω του λεπτού κομματιού μετάλλου και μετά πιέστε την πινέζα στο κομμάτι ξύλου. Βεβαιωθείτε ότι το κομμάτι μετάλλου αγγίζει την πρώτη πινέζα που πιέσατε. Συνδέστε το πρώτο κομμάτι σύρματος στην πινέζα του κομματιού μετάλλου. Τοποθετήστε τη λάμπα στο κέντρο αυτού του κομματιού σύρματος. Κολλήστε το άκρο του πρώτου καλωδίου στο άκρο της μπαταρίας. Κολλήστε το δεύτερο κομμάτι σύρματος στο άλλο άκρο της μπαταρίας. Συνδέστε το άκρο του δεύτερου καλωδίου στο αντίθετο άκρο της μπαταρίας και συνδέστε το άλλο άκρο του δεύτερου καλωδίου στην άλλη πινέζα. Το κύκλωμα σας έχει ολοκληρωθεί. Όταν πατάτε το λεπτό κομμάτι μετάλλου στην πινέζα, ολοκληρώνετε το κύκλωμα και ο λαμπτήρας θα ανάψει.

Σειρά και παράλληλα κυκλώματα τροφοδοτούν ηλεκτρισμό, αλλά το κάνουν με δύο διαφορετικούς τρόπους. Για αυτό το πείραμα, θα χρειαστείτε δύο βάσεις λαμπτήρων και δύο λαμπτήρες, μία μπαταρία D-cell και θήκη μπαταρίας, έξι κομμάτια μονωμένου καλωδίου μήκους περίπου 25 έως 30 εκατοστών και μια επιστήμη εφημερίδα. Μελετήστε πώς να φτιάξετε ένα κύκλωμα με βασικά εξαρτήματα και πώς να φτιάξετε μια λάμπα με τον μικρότερο δυνατό αριθμό καλωδίων. Ζητήστε από τους μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα του κυκλώματος τους στο επιστημονικό περιοδικό τους και να το ονομάσουν "κύκλωμα Α." Τώρα δημιουργήστε ένα κύκλωμα που ανάβει δύο λαμπτήρες χρησιμοποιώντας τον μικρότερο δυνατό αριθμό καλωδίων. Ζητήστε από τους μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα αυτού του κυκλώματος στο επιστημονικό τους περιοδικό και να το ονομάσουν "κύκλωμα Β". Τώρα προβλέψτε τι θα συμβεί όταν ένας από τους λαμπτήρες ξεβιδωθεί και ζητήσει από τους μαθητές να γράψουν την πρόβλεψή τους στο επιστημονικό περιοδικό τους. Δοκιμάστε την πρόβλεψη και καταγράψτε τα αποτελέσματα. Τώρα πειραματιστείτε με πιθανούς τρόπους για να φτιάξετε ένα κύκλωμα που θα αφήσει τον ένα λαμπτήρα να παραμείνει αναμμένο ενώ ο άλλος αφαιρείται. Μόλις γνωρίζετε ότι αυτό το κύκλωμα λειτουργεί, ζητήστε από τους μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα στο επιστημονικό τους περιοδικό και να το ονομάσουν "διάγραμμα Γ". Τελικά, πειραματιστείτε με τη φωτεινότητα των λαμπτήρων ξεβιδώνοντας μία λάμπα και συγκρίνοντας τη φωτεινότητα με τη στιγμή που και οι δύο λάμπες συνδεδεμένος. Ζητήστε από τους μαθητές να καταγράψουν τις παρατηρήσεις τους.

Ο σκοπός αυτού του έργου είναι να δημιουργήσει ένα απλό κύκλωμα και να προσδιορίσει τα μέρη του. Για να το κάνετε αυτό, θα χρειαστείτε ένα χάλκινο σύρμα μισού μέτρου κομμένο σε τρία ίσα κομμάτια, μια μπαταρία, έναν μικρό λαμπτήρα φακού με υποδοχή, διακόπτη, ηλεκτρική ταινία και ψαλίδι. Πάρτε τα τρία κομμάτια σύρματος χαλκού και αφαιρέστε περίπου 1/2 εκατοστό της μόνωσης σύρματος και στα δύο άκρα. Συνδέστε ένα από τα καλώδια στο θετικό άκρο της μπαταρίας και κολλήστε το προς τα κάτω. Συνδέστε το άλλο άκρο του καλωδίου στη δεξιά πλευρά του λαμπτήρα. Συνδέστε ένα άλλο κομμάτι σύρματος στην αρνητική πλευρά της μπαταρίας και κολλήστε το προς τα κάτω. Συνδέστε το άλλο άκρο στην αριστερή πλευρά του διακόπτη και κολλήστε τον προς τα κάτω. Πάρτε το τελευταίο κομμάτι σύρματος και τυλίξτε το στη δεξιά πλευρά του διακόπτη. Τέλος, συνδέστε το άλλο άκρο του καλωδίου στην αριστερή πλευρά του λαμπτήρα. Παρατηρήστε τι συμβαίνει όταν ανοίγετε και κλείνετε το κύκλωμα χαλαρώνοντας ή σφίγγοντας τη λάμπα. Ζητήστε από τους μαθητές να σχεδιάσουν ένα διάγραμμα του κυκλώματός τους στο επιστημονικό περιοδικό τους και να επισημάνουν κάθε μέρος κατάλληλα: πηγή, καλώδια σύνδεσης, διακόπτης και συσκευή (μπαταρία, καλώδια, διακόπτης και λαμπτήρας). Ζητήστε τους να περιγράψουν τι κάνει κάθε μέρος και τι συμβαίνει στο κύκλωμα όταν ακόμη και ένα από τα μέρη λείπει.