Undervisningsopplegg

Økt 8: Hvordan virker en bryter?

Isoporplate, stifter, ledninger og binders Foto: Liv Oddrun Voll

I denne økta undersøker elevene hva slags funksjon bryteren har, og hvordan den virker. De lager sin egen bryter ved hjelp av en binders og to metallstifter som er koblet til et batteri. I tillegg undersøker de hvordan en ekte lampebryter ser ut inni og hvordan den virker. 

Læringsmål

Elevene skal kunne

  • fortelle om funksjonen til strømkildene batteri og stikkontakt
  • undersøke og fortelle om funksjonen til en bryter

 

Tidsbruk

8A. Dramatiser strømkilde (batteri/stikkontakt) og motstand i en krets 10 minutter
8B. Snakk om sikkerhet rundt elektrisk strøm  510 minutter
8C. Lag en bryter  1015 minutter
8D. Analyser en bryter  1015 minutter
8E. Oppsummer oppgavene med bryter  10 minutter
TOTALT 45–60 minutter
Naturfaglig språk

Fagspesifikke begrep

  • atom
    en partikkel som alle stoffer er bygget opp av
  • elektrisitet
    noe som skjer fordi partikler har ladning
  • elektrisk krets
    sammenhengende system som strømmen kan bevege seg i Eksempel: En krets kan bestå av batteri/stikkontakt, ledninger og lyspærer.
  • elektrisk strøm
    elektroner som beveger seg i samme retning
  • elektron
    en bitte liten partikkel med negativ ladning som finnes i alle atomer
  • isolere strøm
    egenskap til noen materialer (f.eks. plast) som gjør at elektroner står fast og ikke kan bevege seg
  • ladning
    egenskap noen partikler har
    En partikkel kan ha positiv eller negativ ladning.
  • lede strøm
    egenskap som noen materialer har (f.eks. metaller) som gjør at elektroner kan bevege seg og skyves fra atom til atom
  • motstand
    punkt i en elektrisk krets hvor det er tungt å skyve ladninger gjennom
    I motstanden brukes strømmen til å lage lys, oppvarming/nedkjøling, bevegelse eller kommunikasjon, for eksempel i lyspære, kjøleskap, mobil og TV.
  • partikkel
    en liten del av et stoff

Forskerspirebegrep

  • analysere
    undersøke deler av noe nøye
  • egenskap
    kjennetegn ved et materiale
    For eksempel hvordan materialet ser ut og kjennes ut.
  • form
    hvordan noe ser ut og er bygget opp slik at det passer godt til en spesiell funksjon
  • funksjon
    hva noe gjør, eller hva det brukes til
  • materiale
    det som ting er laget av
  • modell
    forenklet framstilling som hjelper oss å forstå noe
  • observere
    bruke sansene til å få informasjon om noe
  • system
    noe som består av flere deler som virker sammen
  • undersøke
    å studere eller prøve å finne ut mer om noe
Forsøk og praktisk arbeid

Forberedelse og utstyr

1. Gjør deg kjent med / tilpass PowerPoint-presentasjonen hvis du vil bruke den.  Isoporplate med sifter

2. Gjør deg kjent med progresjonstabellen Elektrisk krets.

3. Gjør klar utstyret elevene skal bruke. 

4. Skriv følgende nøkkelsetning på papirstrimmel (henges opp på begrepsveggen i økta): 

Funksjonen til strømkilden er å få det til å gå strøm i kretsen. 
Bryteren åpner og lukker kretsen. 

Materialer og utstyr

  • lærlinghefter
  • ei lang snor (ca. 6–8 meter)  

Til hvert elevpar

  • en isoporplate med to metallstifter
  • tre ledninger med krokodilleklemmer
  • ei lyspære
  • en lyspæreholder
  • et lommelyktbatteri
  • en metallbinders
  • en lampebryter
  • svart og rød fargeblyant

Utstyrsliste for alle økter

Forsøk og praktisk arbeid

8A. Dramatiser strømkilde og motstand i en krets

Ark 2 i PowerPoint. Del ut lærlingheftene. La elevene reflektere over forrige økt med en skriv-par-del til spørsmål 7a og 7b på side 25:   

  • Hva skjer med elektronene i en lukket elektrisk krets? [De beveger seg fra strømkilden (batteriet eller stikkontakten), gjennom ledningen til lyspæra, gjennom lyspæra og gjennom ledningen tilbake til strømkilden.]
  • Hva skjer med elektronene hvis vi bryter kretsen? [Elektronene vil ikke ha en sammenhengende vei å bevege seg på for å komme fra den ene siden av batteriet til den andre. De stopper opp og kommer seg ikke videre.]

Tips til underveisvurdering

Oppgaven gir deg innsikt i elevenes forståelse av elektroners bevegelse i en elektrisk krets. De bør nå kunne forklare hvordan elektronene beveger seg og at kretsen må være lukket for at elektronene skal bevege seg.

Progresjonstabellen Elektrisk krets kan være en god støtte når du skal vurdere elevenes forståelse og fremme deres faglige progresjon.

Ark 3 i PowerPoint. Si at i denne økta skal dere se nærmere på strømkilden og motstanden i en elektrisk krets, og snake om sikkerhet rundt elektrisk strøm. Dere skal også finne ut hva som er funksjonen til en bryter, og hvordan den virker.

Ark 4 i PowerPoint. Si: «En elektrisk krets har en strømkilde, som enten er et batteri eller en stikkontakt. Hva tror dere er funksjonen til strømkilden?» Ta imot flere svar uten å bekrefte eller korrigere. Si at dette skal dere undersøke nærmere nå. Si at dere også skal undersøke motstand i en elektrisk krets.

Ark 5 i PowerPoint. Be elevene stille seg i ring. Nøst ut en snor i ringen. La hver elev holde snora løst mellom tommel og pekefinger. Knyt sammen snora så den danner en sirkel.

  • Strømkilde. Si: «Vi skal dramatisere strømkilden i en elektrisk krets. Hendene deres forestiller ledningen. Snora forestiller strømmen.» Dra forsiktig i snora slik at den beveger seg gjennom hendene til elevene som holder løst i den. Si: «Jeg er strømkilden, enten et batteri eller en stikkontakt. Strømkilden får strømmen til å gå i den elektriske kretsen. Den skyver og drar på elektronene slik at de beveger seg rundt i kretsen.»

La flere av elevene etter tur få være strømkilden og dra tråden rundt i kretsen. Spør: «Hva skjer hvis ingen av oss er en strømkilde?» [Da går det ikke strøm i kretsen.]

  • Motstand. Fortsett å holde snora i ring, og si at nå skal dere dramatisere motstand i den elektriske kretsen. Be en elev være strømkilde og dra forsiktig i snora så den beveger seg rundt. Fortell at du er motstanden i kretsen, og at du holder litt strammere rundt tråden, slik at det blir tyngre for strømkilden å dra tråden rundt. Spør: «Kjenner dere at motstanden gjør det tyngre for tråden å bevege seg?» Fortell at det blir varmt inni hånda til deg som er motstanden og som holder litt hardere rundt tråden. Si: «Det samme skjer i en elektrisk krets. Motstanden gjør det tyngre for strømmen å bevege seg rundt.» Om dere har tid kan du la noen av elevene være motstanden.

Påpek at dere nå har sett på hvordan strømkilden og motstanden virker i en elektrisk krets.

Ark 6 i PowerPoint. Minn om de fire hovedfunksjonene for strøm. Si: «Det er motstanden i den elektriske kretsen til en ovn gjør at ovnen blir varm. Det er motstanden i kretsen til ei lampe gjør at lampa lyser.» Spør om noen av elevene har eksempler på andre gjenstander som bruker strøm, og hva som skjer med gjenstanden når strømmen i den elektriske kretsen til gjenstanden møter motstand i kretsen. 

Ark 7 i PowerPoint. Spør: «Hva fant vi ut at er funksjonen til strømkilden i den elektriske kretsen?» [Få det til å gå strøm ved å skyve og dra på elektronene slik at de beveger seg rundt i kretsen.] Les følgende nøkkelsetning høyt og heng den på begrepsveggen.

Funksjonen til strømkilden er å få det til å gå strøm i kretsen.


Be elevene notere nøkkelsetningen på side 3 i lærlingheftet, i rute 6. 

Forsøk og praktisk arbeid

8B. Snakk om sikkerhet rundt elektrisk strøm

Ark 8 i PowerPoint. Si: «Strømmen i huset der du bor, kommer gjennom høyspentledninger fra et kraftverk langt borte. Inni huset går strømmen gjennom ledninger inni veggen, til alle lamper, brytere og stikkontakter. Strømmen er sterk, og kan være farlig å jobbe med hvis vi ikke vet hva vi gjør.» 

Ark 9 i PowerPoint. Minn om da dere testet hvilke materialer som leder strøm. Spør: «Hva observerte vi da vi skulle undersøke om kroppen leder strøm?» [Den leder.]

Si: «Det er en av grunnene til at det er viktig å tenke på sikkerhet rundt elektrisk strøm. Det første en elektriker gjør før hun begynner å jobbe, er å skru av strømmen.» 

Forklar at strømmen i vanlige hus er mye sterkere enn strømmen i et vanlig batteri. Derfor bruker dere batterier når dere jobber med elektrisitet. 

Si: «Selv om det er mindre strøm i et batteri, er det likevel viktig å tenke på sikkerhet rundt batterier. Det kan faktisk bli brann hvis vi ikke oppbevarer batterier på en trygg måte.» 

  • Trykk på den første lenka i PowerPoint. Vis bildene fra nyhetssaken, og forklar kort at her brant huset ned fordi polene på et 9-volts batteri kom i kontakt med polene på et annet 9-volts batteri. Påpek at batteriet er likt som batteriene dere bruker i klasserommet.

  • Trykk på den andre lenka i PowerPoint. Forklar at all slags metall som kommer i kontakt med begge batteripolene, kan utløse gnister og føre til brann. Hvis du kaster et batteri i en søppelpose hvor det f.eks. ligger stålull, kan det lett ta fyr. 

Si at for å unngå at dette skal skje, kan vi sette på en teipbit på polene på batteriet slik at de ikke kan komme borti noe som kan føre til brann. 

Understrek at når elevene jobber med elektriske koblinger, er det viktig å huske på å oppbevare batteriene på en trygg måte. 

Forsøk og praktisk arbeid

8C. Lag en bryter

Ark 10 i PowerPoint. Si: «Mange lamper har en bryter.» Spør: «Hva er funksjonen til en bryter?» 

Be elevene rekke opp hånda hvis lampa de tok bilde av til lampeboka har en bryter. Spør: «Kan dere nevne noen andre gjenstander som bruker strøm og som har bryter?» 

Be elevene notere ordet bryter i ordlista på side 10, ved siden av bildet av bryteren.

Foto: Liv Oddrun Voll Foto: Liv Oddrun Voll Ark 11 i PowerPoint. Si: «I dag skal dere bli bedre kjent med bryteren.» Be elevene finne side 12 i lærlingheftet. Si at de skal samarbeide to og to, følge instruksjonen og gjøre alle punktene på denne siden: 

  • Koble sammen batteri, lyspæra, lyspæreholderen, ledninger og stiftene på isoporplata. Finne ut hvordan de kan bruke en metallbinders til å lage en bryter. 
  • Bryteren skal kunne få lyspæra både til å lyse og å slutte å lyse.  Foto: Liv Oddrun Voll Foto: Liv Oddrun Voll

La to elever dele ut utstyr til hvert elevpar: et batteri, tre ledninger, ei lyspære, en lyspæreholder, en isoporplate med to metallstifter og en metallbinders. La elevparene sette i gang og følge instruksjonen på siden.

Gå rundt mens de jobber, og veiled etter behov. Elever som blir raskt ferdig, kan hjelpe til og veilede andre elevpar. De kan også gå videre til side 13 i lærlingheftet og følge instruksjonen her.

Når elevene begynner å bli ferdige med oppdraget på side 12 i lærlingheftet, ber du dem rydde på plass isoporplata med metallstiftene og metallbindersen, men beholde resten.

Forsøk og praktisk arbeid

8D. Analyser en bryter

Side 12 i lærlingheftet Ark 12 i PowerPoint. Be elevene slå opp på side 13 i lærlingheftet. Gjennomgå punktene:

  1. Plukk bryteren fra hverandre. 
  2. Koble sammen batteri, ledninger og lyspære.  
  3. Ark 13 i PowerPoint. Hold ledningene mot hver av de to punktene markert med blått på bildet. Observer hva som skjer når du trykker på bryteren. 
  4. Ark 14 i PowerPoint. Hold ledningene mot hver av de to punktene markert med rødt på bildet. Observer hva som skjer når du trykker på bryteren. 
  5. Se på bildet under. Tegn inn en pil som viser hvor strekkavlasteren sitter. 

De skal samarbeide i par, men hver elev ringer rundt ja eller nei i sitt lærlinghefte.

La en fra hvert elevpar komme opp og hente en lampebryter.

Be elevene sette i gang og følge instruksjonen på side 13. Gå rundt mens de jobber, og veiled etter behov.

Elever som blir raskt ferdig kan hjelpe til og veilede andre elevpar, eller gjøre ekstraoppgaven på side 14 i lærlingheftet. 

Forsøk og praktisk arbeid

8E. Oppsummer oppgavene med bryter

Ark 15 i PowerPoint. Oppsummer oppgaven på side 12 i lærlingheftet:

Spør: «Hva gjorde dere for å få bindersen til å virke som en bryter, slik at den kunne få lyspæra både til å lyse og å slutte å lyse?» La et par av elevene vise med utstyret.

Spør: «Hva er funksjonen til en bryter?» Hold fram koblingen med binders fra et av elevparene. Spør: «Hva skjer med den elektriske kretsen hvis jeg fjerner bindersen fra den ene metallstiften?» [Strømmen har ikke lenger en sammenhengende vei å bevege seg på. Den elektriske kretsen brytes. Lyspæra slukker.]

Vis til nøkkelsetningen fra økt 5:

Det kan bare gå strøm når den elektriske kretsen er lukket.

 

Ark 16 i PowerPoint. Si: «Funksjonen til bryteren er å åpne og lukke kretsen. Når bryteren lukker kretsen, kan det gå strøm, og lyspæra vil lyse. Når bryteren åpner kretsen, stopper strømmen, og lyspæra slutter å lyse.»

Ark 17 i PowerPoint. Les følgende nøkkelsetning høyt, og heng den på begrepsveggen:

Bryteren åpner og lukker kretsen.


Be elevene notere nøkkelsetningen i rute 7 på side 3 i lærlingheftet.

Oppsummer oppgaven på side 13 i lærlingheftet:

Spør: «Hva observerte dere da dere holdt ledningene mot de to punktene som er markert med blått på bildet i lærlingheftet?» [Lyspæra lyste uansett om det ble trykket på bryteren.] 

Spør: «Hva observerte dere da dere holdt ledningene mot de to punktene markert med rødt?» [Lyspæra ble skrudd av og på når vi trykket på knappen.]

Ark 18 i PowerPoint. Spør: «Hva tror dere skjer under knappen på bryteren, som gjør at strømmen stopper opp når vi trykker på knappen?» [En metallbit flyttes på.] Pek på bildet i PowerPoint som viser mekanismen under knappen. Spør: «Hvorfor er denne biten laget av akkurat metall?» [Metall leder strøm.] Påpek at på samme måte som med bryteren de laget selv, er det en metallbit som flyttes på også i lampebryteren. Den gjør at kretsen åpnes og lukkes – og at lyspæra slås av og på.

Få fram at bryteren bare virker på den ene av de to ledningene som går gjennom bryteren. I den andre ledningen går strømmen rett gjennom uansett. Lyspæra hadde en lukket krets når det ble trykket på knappen og lyspæra lyste. Når det ble trykket på knappen slik at lyspæra sluttet å lyse, hadde ikke lyspæra en lukket krets lenger.

Om strøm gjennom lysbryter

På den ene siden er det en fast metallforbindelse mellom de to punktene der ledningen er festet. Der kan det gå strøm uansett. På den andre siden er metallbiten bevegelig og det er enten kontakt eller ikke. Når det ikke er kontakt, brytes strømmen i hele kretsen.


Ark 19 i PowerPoint.
Be elevene slå opp på side 15 i lærlingheftet. Fortell at delene det er bilde av, jobber sammen i et system – den elektriske kretsen til ei lampe. Si at elevene skal vise hvordan delene jobber sammen ved å tegne inn hvor strømmen går i den elektriske kretsen. De skal tegne røde streker fra del til del for å vise hvor strømmen går fra stikkontakten til lyspæra, og svarte streker fra del til del fra lyspæra tilbake til stikkontakten.

Ark 20 i PowerPoint. Når elevene har fått noen minutter på seg til å tegne inn strømmen, viser du tilsvarende bilde med fasit i PowerPoint.