Undervisningsopplegg

Økt 4: Strøm og motstand

Strøm i tynn metalltråd Foto: Petter Brodal

I denne økta leser elevene enda et utdrag fra boka Elektrisitet, og finner ut at strømmen møter motstand i lyspæra. De undersøker hvordan gamle glødepærer virket, ved å teste hva som skjer når vi tilfører strøm i tynn metalltråd. De finner også ut hvorfor strøm i for tynne ledninger kan føre til brann. 

Læringsmål

Elevene skal kunne

  • bruke begrepene strøm og motstand til å forklare hvordan ei lampe lyser
  • koble en krets og observere hva som skjer når det går strøm i tynne ledninger 
  • fortelle muntlig hvordan ei lyspære lyser

 

Tidsbruk 

4A. Les videre om lyspæra  15–20 minutter
4B. Undersøk strøm i tynn metalltråd 20–2minutter
4C. Gjennomgå hva som skjer med elektronene 1015 minutter
TOTALT 4560 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 klar boka Elektrisitet (også brukt i forrige økt). Boka skal leses i plenum så du kan vise den på smartboard. 

Merk: Mange elever opplever det som en fordel å kunne følge med i egen kopiutgave når boka leses i plenum. To og to elever kan se sammen. 

3. Gjør deg kjent med / tilpass PowerPoint-presentasjonen hvis du vil bruke den.

Isoporplate med sifter 4. Gjør klar en isoporplate med to stifter på til hvert elevpar/ grupper på tre elever.

Få tak i tynne metalltråder. Vi foreslår at en labledning avisoleres/klippes opp og at metalltrådene som er viklet sammen tas fra hverandre.

Metalltråder

Fest metalltråd mellom de to stiftene. (I økta skal elevene få tråden til å gløde ved hjelp av labledninger og et batteri).

NB! Det er viktig at avstanden mellom de to stiftene er kort, ca. 1,5–2 cm, slik at at det går nok strøm gjennom tråden til at den blir varm. 

 

5. Skriv følgende nøkkelsetninger på papirstrimler:

Strøm i tynn metalltråd får tråden til å gløde og lage lys.
Lyspæra lyser fordi strømmen møter motstand i lyspæra. 
Strøm i for tynne ledninger kan føre til brann. 

Materialer og utstyr

  • papirstrimler til nøkkelsetninger  
  • lommelyktbatteri av den flate typen
  • vanlig sylinderbatteri (f.eks. AAA) 

Til hvert elevpar/grupper på tre  

  • lommelyktbatteri flat type (4,5 volt)
  • to labledninger med krokodilleklemmer
  • isoporplate
  • stifter
  • metalltråd

Utstyrsliste for alle økter

Forsøk og praktisk arbeid

4A. Les videre om lyspæra

Ark 2 i PowerPoint. Del ut lærlingheftene. La elevene reflektere over forrige økt med aktiviteten skriv-par-del til spørsmål 3 på side 23: Hvordan må ledningene kobles til lyspæra for at lyspæra skal lyse? Si at elevene kan lage en tegning til, hvis det hjelper dem å forklare. 

Ark 3 i PowerPoint. Si at i denne økta skal dere undersøke hva som skjer med den elektriske strømmen inni lyspæra, som gjør at lyspæra lyser.

Ark 4 i PowerPoint. Si: «I forrige økt leste vi at inni ledningene finnes det bitte små partikler som kalles elektroner. Når du trykker på bryteren til ei lampe, begynner elektronene å bevege seg. De strømmer gjennom ledningene og lyspæra. Når elektronene strømmer gjennom lyspæra, begynner lyspæra å lyse.»

Fortell at nå skal dere lese videre i boka Elektrisitet, for å finne ut hva som skjer med elektronene i lyspæra som gjør at lyspæra begynner å lyse.

Les side 9-13 i plenum. Stopp jevnlig for å diskutere det dere har lest. Under er forslag til spørsmål du kan stille underveis:

Side 9 i Elektrisitet Ark 5 i PowerPoint. Etter side 9: «Hva gjør batteriet med elektronene i ledningen og lyspæra?» [Batteriet skyver elektronene fra batteriet, gjennom ledningen på den ene siden av lyspæra, inn i lyspæra, gjennom lyspæra, til ledningen på den andre siden av lyspæra, og tilbake til batteriet.] Her kan du også repetere fra forrige økt ved å spørre: «Hvor på lyspæra går strømmen inn og ut?» [Under og på siden av gjengene.]

Ark 6 i PowerPoint. Etter side 10: «Hva betyr motstand?» Dette gir ikke boka direkte svar på, men elevene bør reflektere rundt begrepet. Gjør en tenk-par-del til spørsmålet hvis tid. [Motstand er som en hindring. Motstand gjør noe tyngre/vanskeligere.] Vis til bildene på arket i PowerPoint som illustrerer begrepet. Du kan også gi følgende (eller lignende) eksempler for å illustrere:

  • Når vi går med vinden er det lett å bevege seg framover, mens går vi mot vinden møter vi motstand. Motvinden er en motstand for kroppen, som gjør det tyngre å bevege seg framover.
  • Når du sykler opp en bakke, møter du mer motstand enn når du sykler nedover eller bortover. Opp bakken blir det tyngre, og du må ta i mer når du tråkker. Oppoverbakken er en motstand for deg og sykkelen.

Ark 7 i PowerPoint. Etter side 11: «Hvorfor blir det varmt når elektronene skyves og dras gjennom den tynne tråden?» [Det er tungt for batteriet eller stikkontakten å dra mange elektroner gjennom en tynn tråd. Elektronene møter motstand, og når mange elektroner skal klemmes gjennom samtidig, blir det varmt.] 

Ark 8 i PowerPoint. Etter side 12-13: «Hvorfor bruker vi ikke glødepærer lenger?» [Lyspærene vi bruker i dag blir ikke like varme som de gamle glødepærene. De bruker mindre strøm og er derfor mer miljøvennlige.]

 

Fagleg bakgrunn

 

Forsøk og praktisk arbeid

4B. Undersøk strøm i tynn metalltråd

Ark 9 i PowerPoint. Si: «Vi leste at tidligere var det en tynn metalltråd inni lyspæra. Når det gikk strøm gjennom tråden, ble den så varm at den begynte å gløde. Vi kaller slike lyspærer for glødepærer.» Fortell at elevene snart skal få undersøke nærmere hva som skjedde inni glødepæra. 

Be to-tre elever dele ut utstyr til hvert elevpar: et lommelyktbatteri, to labledninger med krokodilleklemmer og en isoporplate med stifter og metalltråd. 

Ark 10 i PowerPoint. Si at de skal feste metalltråden mellom de to stiftene (hvis ikke du har festet den for dem i forkant av økta). Så skal de feste ledningene til polene på batteriet ved hjelp av krokodilleklemmer. (Repeter hvor på batteriet polene sitter, om nødvendig.) Deretter fester de ledningene til stiftene på isoporplata ved hjelp av krokodilleklemmer, og observerer hva som skjer. 

Strøm i tynn metalltråd Foto: Petter Brodal Ark 11 i PowerPoint. Når elevene har undersøkt, spør du: «Hva observerte dere?» [Metalltråden ble varm og begynte å gløde.] 

Påpek at dere nå har sett hvordan strøm kan få metalltråd til å gløde, slik som i de gamle glødepærene. Forklar at strømmen møtte motstand i den tynne metalltråden – det var tungt for elektronene å bevege seg gjennom den. Derfor ble den varm og begynte å gløde.

Ark 12 i PowerPoint. Les følgende nøkkelsetning høyt, og heng den på begrepsveggen:

Strøm i tynn metalltråd får tråden til å gløde og lage lys. 


Be elevene notere nøkkelsetningen på side 2 i lærlingheftet, i rute 2. 

Spør: «Tror dere lyspærene i lampene her i klasserommet er slike glødepærer?» Hvis ingen av elevene nevner det, minner du om det dere leste på side 12: [Vi bruker ikke glødepærer i dag. Pærene vi bruker i dag blir ikke like varme. Det bruker mindre strøm og er derfor mer miljøvennlige.]

Forsøk og praktisk arbeid

4C. Gjennomgå hva som skjer med elektronene

Ark 13 i PowerPoint. Spør: «Hva leste vi at skjer med elektronene i lyspæra, som gjør at lyspæra lyser?» 
Ark 14 i PowerPoint. [Elektronene møter motstand i lyspæra.]

Ark 15 i PowerPoint. Les følgende nøkkelsetning høyt, og heng den på begrepsveggen:

Lyspæra lyser fordi strømmen møter motstand i lyspæra.


Be elevene notere nøkkelsetningen på side 2 i lærlingheftet, i rute 3. 

Ark 16 i PowerPoint. Minn om de fire funksjonene til strøm, og vis til nøkkelsetningen dere hang opp i økt 1:

Vi bruker strøm til å få lys, oppvarming/nedkjøling, bevegelse, og kommunikasjon.


Forklar at det er når den elektriske strømmen går gjennom en motstand, at vi får lys, oppvarming/nedkjøling, bevegelse eller kommunikasjon. 

Metalltråder Foto: Petter Brodal Ark 17 i PowerPoint. Fortell at inni ledninger er det også tynne metalltråder som strømmen – elektronene – går gjennom. Dess tynnere metalltråden er, dess tyngre blir det for strømkilden (batteriet / stikkontakten) å skyve eller dra på elektronene. Med andre ord: dess mer motstand strømmen møter i ledningene, dess varmere blir ledningene.

Ark 18 i PowerPoint. Si: «Derfor er det viktig at strømmen ikke går i for tynne ledninger. Da kan det bli så varmt at det blir brann. Inni ledninger er det ofte mange tynne ledninger som er tvunnet sammen.» Legg til at siden det er flere metalltråder inni ledningen vil strømmen fordele seg mellom dem, og det er hvor tynn ledningen er til sammen som betyr noe.

Les følgende nøkkelsetning høyt, og heng den på begrepsveggen:

Strøm i for tynne ledninger kan føre til brann.


Be elevene notere nøkkelsetningen på side 3 i lærlingheftet, i rute 4. 

Ark 19 i PowerPoint.
 Fortell at leksa til neste gang er å forklare for noen hjemme hva som skjer inni lyspæra som gjør at lyspæra lyser.