Elektrik enerjisi günümüz hayatının büyük bir bölümünü oluşturuyor, ancak sıklıkla yanlış anlaşılıyor. Hepimiz bir fırtınada oturduk ve ölümcül yıldırımın gücünü merak ettik. Hepimiz ıslak ellerle soketlere dokunmamayı biliyoruz, fakat ellerimizin neden kuru olması gerektiğini anlıyor muyuz? Elektrik, vücudumuzun, özellikle beyin ve sinir sistemindeki pek çok önemli işlevi kontrol eder ve aynı zamanda, tüm dünyadaki evlerde ve işletmelerde kullanılan çok yönlü bir kaynaktır. Aşağıdaki aktiviteler, öğrencilerin elektrik devrelerinin temelini ve elektriğin her gün hayatımızı nasıl etkilediğini anlamalarına yardımcı olacaktır.
Elektriğin doğası bin yıl boyunca bilim adamlarını şaşırtmıştı ve son 200 yılda gerçekten anlaşıldı. Antik Yunanlılar ilk önce kehribarın hayvan kürkü ile ovulmasından sonra kehribar (fosilleşmiş ağaç özü) yapışan ot tohumu fenomenini not etmişlerdir. Bu daha sonra statik elektrik olarak keşfedeceğimiz bir şey. Elektrik terimi, amber, elektrum için Latince kelimesinden gelir ve ilk olarak 1600'lerde Sir Thomas Browne tarafından William Gilbert'in "elektrik" kelimesini kullandığı kehribarın cazip özelliklerini araştırmasından sonra kullanılmıştır.
19. yüzyılın sonlarında, ilk kamu elektrik şebekesi İngiltere'nin Godalming kentinde yapıldı. Yerel bir su değirmenine bir Siemens jeneratörü bağlandı ve çeşitli ışıkları bağlamak için teller şehirden geçti. Şimdi elektriksiz bir hayatı hayal edemediğimiz yeni bir çağda yaşıyoruz. Ve bu çağda, kaynaklarımıza sınırlamalar getiriliyor ve bilim adamları elektrik üretmek için daha yeni, daha yeşil ve daha yaratıcı yollar arıyorlar.
İki telli bir ampule bağlı pil, öğrencilerimize öğretmeye başlamak için kullandığımız elektrik sistemlerinin en basitidir. Akü, tellerdeki yükün devre etrafında hareket etmesini sağlayan potansiyel bir fark sağlar. Şarj aktığında, buna elektrik akımı diyoruz. Akımın akması için, şarjı bir akü gibi hareket ettirecek bir şeye ve şarjların akması için tam bir yola ihtiyacımız var. Elektrik devresi tamamlanmamışsa, açık bir devre , akım akmaz ve böylece ampul yanmaz.
Temel devrelerde üç ana değişken akım , gerilim (potansiyel farkı) ve dirençtir . Bu, Ohm yasası ile özetlenmiştir: voltaj = akım x direnç. Voltaj volt olarak ölçülür, amperde akım ve ohmda direnç olarak ölçülür. Devreye seri halinde yerleştirilmiş bir ampermetre kullanarak akımı ölçebilirsiniz. Gerilimi ölçmek için devrede paralel olarak bir voltmetre bağlamanız gerekir.
Potansiyel farkı arttırırsak, örneğin daha fazla pil ekleyerek, devrede akan akım da artacaktır. Direnç , akımın bir devrede akmasının ne kadar zor olduğunun bir ölçüsüdür. Daha fazla ampul eklersek, bir devredeki toplam direnç artar. Direnci arttırırsak, elektronların hareket etmesi zorlaşır, böylece akım azalır ve ampuller sönük veya titreyecektir.
Malzemeleri açıkça tanıtın. Öğrencilerinize her bileşenin ne işe yaradığını söyleyin—pil, ampul, teller—başlamadan önce. Açıklamalar, öğrencilerin kendilerini güvende ve emin hissetmelerine yardımcı olur.
Hızlı bir diyagram çizin birlikte. Her parçanın kağıt üzerinde nereye gideceğini çizin, herhangi bir bağlantı yapmadan önce. Bu görsel adım, karışıklığı önler ve öğrencilerin ileriyi düşünmesine yardımcı olur.
Telleri güvenli bir şekilde bağlama konusunda gösterim yapın. Öğrencilere bileşenleri nazikçe tutmalarını ve ellerini kuru tutmalarını hatırlatın. Bağlantıların güvenli ve sıkı olmasına dikkat edin, gevşek tellerden kaçının.
Öğrencilere devrelerini açıp ampulün yanıp yanmadığını izlemelerini sağlayın. Ne olduğunu fark etmelerini ve nedenini tartışmalarını isteyin. Bu, elektrik hakkında heyecan ve öğrenmeyi pekiştirir.
İyi giden ve geliştirilebilecek noktaları tartışın. Ampullerin yanmaması gibi sorunları konuşun ve güvenli çözümler üzerinde beyin fırtınası yapın. Öğrencilere eleştirel düşünme ve sorumluluk alma yeteneği kazandırır.
Elektrik devresi, bir güç kaynağından, örneğin pil, geçen ve ampuller gibi cihazlar ve teller aracılığıyla geri dönüş yapan kapalı bir döngüdür. Döngü kırılırsa, buna açık devre denir ve elektrik akışı durur.
Temel bir etkinlikle başlayın: bir pil ve ampulü tellerle bağlayarak elektrik akışını gösterin. Öğrencilerin her parçayı ve fonksiyonunu görselleştirmelerine yardımcı olmak için devre diyagramları veya hikaye tahtaları kullanın.
Kapalı devre de elektrik akışı olur ve ampuller gibi cihazlar çalışır. Açık devre de ise yol kırılmıştır, bu yüzden elektrik akışı gerçekleşmez ve cihazlar çalışmaz.
Temel bir devre, güç kaynağı (pil), kablolar ve bir yük (örneğin bir ampul) içerir. Bazen, devreyi kontrol etmek veya ölçmek için anahtarlar ve ölçüm cihazları da eklenir.
Direnç, elektrik akışını zorlaştırır. Daha fazla ampul veya direnç eklerseniz, toplam direnç artar ve bu da ampullerin daha solgun veya titrek olmasına neden olur çünkü akım daha az gelir.