KOSMOS
Experimenteerdoos Speel met plezier met elektriciteit Zonder elektrische stroom is ons leven helemaal niet meer denkbaar. Geen telefoon, geen computer en ook geen koelkast of strijkijzer ... alles heeft stroom nodig. Zonder stroom blijft het ‘s avonds donker en komt er geen geluid uit de radio. Maar wat is stroom, en hoe werkt stroom? Deze handleiding begeleidt je met spannende proeven en leuke spelletjes op een ontdekkingsreis. Alles wat je daarvoor nodig hebt, vindt je in deze experimenteerdoos. Er zij licht - de ene keer parallel, dan weer in serie. Hoe werkt het? Als stroom geluid maakt. Stuur geheime boodschappen naar je vrienden! Houd de dief! Bouw je eigen alarminstallatie. Slimme koppies gezocht! Pientere spelideetjes voor jou en je vrienden. Wanneer hebben je bloemen water nodig? Ontsluier het geheim!
>
Elektropret
Algemene aanwijzingen en opmerkingen voor ouders en gebruikers Let op! De enkele onderdelen van deze doos bezitten scherpe of puntige hoeken. Er bestaat verwondingsgevaar! Technische veranderingen voorbehouden.
KOSMOS
Experimenteerdoos Handleiding
>
Elektropret
Burkhard Kainka
Franck-Kosmos Verlags-GmbH & Co., Stuttgart
Inhoud van de experimenteerdoos
Inhoudsopgave Zo begint het - Voorbereidingen voor het begin van het spel Bereid je voor op de elektropret
4
De kompasspoel - Zo zet je hem in elkaar Voor handige handen - de handleiding
6
Er zij licht - Lampen en licht voor slimme koppies
8
Berichten versturen met licht en geluid 12 Morseseinen en knipperen, stuur je vrienden geheime boodschappen Nr. Aanduiding 1 Basisbak Elektropret 2 Contactveren 3 Afdekkap van karton 4 Bouwpakket afschermingplaat met houders 5 Verbindingskabels (rood) met steekstiften 6 Verbindingskabels (groen) met krokodilklem en stift 7 Verbindingskabels (geel) met 2 krokodilklemmen 8 Draadbruggen (blauw) kort 9 Draadbruggen (blauw) lang 10 Gloeilampjes 11 Lampfittingen 12 Schakelaars 13 Zoemer 14 Diodes (gelijkrichters) 15 Weerstanden (stroomverkleiners 10Ω, 33Ω, 82Ω) 16 Kompas 17 Bouwpakket spoelhouder van karton 18 Koperdraad 19 Schuurpapier 20 Koperdraad, vertind, 500 mm 21 Koperdraad, vertind, 100 mm 2
Aantal 1 14 1 1/2
Art.-nr. 000 250 000 137 000 257 000 258/000 252
Geleiden of niet geleiden Welke richting gaat het op? Welke dingen geleiden stroom? Hoe vloeit de stroom?
6
000 268
Alarmschakelingen voor alles wat je lief is Maak het dieven moeilijk!
4 2
000 265 000 267
10 6 2 2 2 1 2 3
000 282 000 269 009 058 040 248 000 367 000 253 002 068 000 264/000262/000259
1 1 1 1 1 1
000 280 000 254 000 255 000 275 000 270 000 271
14
16
Elektrospelletjes - Spel en spanning met je vrienden Slimme koppies gezocht!
18
Proeven voor kleine techneuten en knutselaars Geheimzinnige krachten op het spoor
28
3
Zo begint het - voorbereidingen voor het begin van het spel De contactveren Steek alle 14 contactveren in de rechthoekige openingen van het speelveld. Druk daartoe het onderste, open uiteinde met de vingers een beetje samen. Als je een veer er diep genoeg ingestoken hebt, hoor je een “klik”. Dan zit de veer op de juiste plek. Door de openingen worden later draden en kabels gestoken. Met een “klik” steek je de contactveren in de daarvoor bedoelde openingen. Ze houden later draden en kabels op de goede plek vast.
Kabels en krokodilklemmen
Met krokodilklemmen moet je niet in je vingers knijpen, maar onderdelen van de bouwdoos vastklemmen.
Alle zachte kabels in je bouwdoos zijn klaar voor gebruik en kunnen direct gebruikt worden. Probeer uit, hoe de contactstiften in de contactveren gestoken kunnen worden. De krokodilklemmen zijn onder het rubberen omhulsel gebouwd als wasknijpers. Als je op de achterkant knijpt, doen de kleine krokodillen hun bek open.
Blauwe draden, korte en lange bruggen
De korte draden bouwen bruggen over een afstand van 1,5 cm. De lange bruggen komen tot aan de andere kant van het speelveld.
4
De harde blauwe draden moeten je draadbruggen worden. Aan het uiteinde zijn de plastic isoleringen voor je ingesneden met een machine. Als de eindstukjes er nog aanzitten, trek ze er dan af. Daarna vouw je de uiteinden om, zodat ze als kleine bruggen in de contactveren gestoken kunnen worden.
Weerstanden en diodes De uiteinden van de weerstanden en de twee diodes moeten nu zo gevouwt worden, dat de draden een afstand van 1,5 cm hebben, net als de vijf contactveren aan elke kant van het speelveld. Om uit te proberen kun je ze in de veren steken.
Weerstanden (links) en diodes (rechts) worden zo voorbereid, dat ze in de contactveren passen.
De afdekkap van karton Voor een paar spelletjes heb je de afdekkap van karton nodig. Vouw het karton op de voorbereide plaatsen naar binnen. De overstaande lippen passen nu in de lange sleuven van de basisbak. Je kunt de binnenste lippen vastlijmen, zodat de kap in de juiste vorm blijft zitten.
De afdekkap past in de sleuven van de basisbak.
Afschermplaat en houders Voor het spel op pagina 20 heb je de afschermplaat nodig. Om te zorgen dat deze stevig blijft staan, zijn er nog twee voorbereide houders van karton. Buig die naar binnen en lijm ze met een beetje lijm vast.
De afschermplaat zorgt ervoor dat je geen last hebt van nieuwsgierige blikken van je tegenstander.
5
De kompasspoel - zo zet je hem in elkaar
2.
Handleiding spoel met alles wat er in hoort
Schuif het blanke uiteinde van de draad in de gleuf aan de ene kant van het frame. Wikkel dan het blanke uiteinde hier op. Er ontstaat een kleine bundel van draad, waarop later een krokodilklem geklemd kan worden.
Voor de proeven vanaf pagina 29 heb je een draadspoel nodig, waarin het kompas geschoven kan worden. Hoe deze spoel in elkaar gezet moet worden, kun je zien aan de hand van de volgende afbeeldingen.
De onderdelen van de spoel: koperdraad, kompas en de al voorbereide kartonnen behuizing
3. Wikkel nu 15 draadwindingen aan elke kant van de houder, steeds in dezelfde richting, rechtsom. De draad mag op geen enkele plek over de rand komen. Aan de onderkant wisselt de draad éénmaal van kant. Als je nu in totaal 30 windingen gemaakt hebt, laat dan een stukje van 10 cm over en snij de rest af. 1. Vouw eerst het karton tot een frame. Nu wordt de draad er opgewikkeld. Schuif daarvoor het kompas in het frame, zodat de ruimte later niet te krap kan worden. Het dunne koperdraad is geïsoleerd met een dunne laklaag. De draad moet aan het uiteinde over een lengte van 10 cm blank geschuurd worden. Vouw daarvoor het schuurpapier om en trek de draad er verschillende keren licht doorheen. Dat moet voorzichtig gebeuren, omdat de draad anders doorbreekt. 6
4. Het vrije einde wordt nu voorzichtig blank geschuurd, door de gleuf van de tweede lip getrokken en om de lip gewikkeld, zoals je dat ook al aan de andere kant hebt gedaan. Als de draad zou breken, wikkel je gewoon een winding van de houder en probeer je het nog eens. Als het nodig is kun je het een paar keer proberen, want met minder wikkelingen functioneren de proeven ook nog. Klaar is de spoel! 7
Er zij licht - Lampen voor slimme koppies Een kleine leeslamp Zoiets is toch echt gezellig: lezen met een kleine zelfgebouwde lamp. Hier leer je ook gelijk, hoe het nou gaat met stroom.
Materiaal uit de bouwdoos:
> Let op! De beide aansluitingen van de batterij mogen nooit allebei de schroefdraad van de lamp aanraken. Dat zorgt voor kortsluiting. Dat is hier weliswaar niet zo eigenlijk gevaarlijk, maar het heeft als gevolg dat de batterij snel leeg is. Kortsluiting ontstaat steeds, als metaal- dus ook een draad beide polen van de batterij direct verbindt.
Gloeilamp met fitting, batterij, kabel
Twee lampen branden helderder Soms is het licht van één gloeilamp niet voldoende. Als je meer licht wilt hebben, gebruik je er toch gewoon twee!
Materiaal uit de bouwdoos: Gloeilampen met fittingen, batterij, kabels
De opbouw op het speelveld. De metalen veren zorgen voor de juiste verbinding. Boven twee lampjes naast elkaar - onder staat de tweede lamp op een andere plek.
Opbouw van de proef 2.
Houd eerst alleen de gloeilamp aan de batterij, zoals je ziet in afb. 1. De lange aansluiting van de batterij (minpool) moet de draad aanraken, de korte (pluspool) het “voetcontact”, dat is het kleine druppeltje metaal aan de onderkant van het lampje. De lamp brandt. Er vloeit nu elektrische stroom van de ene kant van de batterij door de lamp en door de andere aansluiting weer naar de batterij. Men noemt dat: het stroomcircuit is gesloten.
Wat je nooit moet doen: beide aansluitingen van de batterij met elkaar verbonden zorgen onvermijdelijk voor kortsluiting!
Opbouw van de proef Het beste kun je een proef opbouwen, door de onderdelen op de contactveren van het speelveld te steken. Twee lampen passen naast elkaar (“parallel”) op twee contactveren. Deze opbouw noem je een “parallelschakeling”. Het functioneert ook, als de tweede lamp op de andere plek gestoken is. Dan heb je echter nog twee kabels nodig. Hoewel de tweede lamp nu via in totaal vier kabels met de batterij verbonden is, licht deze net zo helder op als bij de eerste opbouw. Tip: je kunt een van de lampen uit de fitting schroeven, de andere blijft toch branden.
3. 1. Zo houd je de kleine gloeilamp tegen de batterij.
8
Natuurlijk is het niet leuk, als je de lamp steeds moet vasthouden. Daarvoor is de fitting bedoeld. Gebruik twee kabels, om een stroomcircuit te bouwen.
9
Mag het een beetje donkerder zijn?
Een dimmer voor de leeslamp
Als je eens een keer wat minder licht nodig hebt, dan moet je de lampen anders aansluiten.
Een dimmer is een apparaat, waarmee je de helderheid van een lamp kunt veranderen. Zulke apparaten worden vaak gebruikt in plaats van gewone schakelaars.
Materiaal uit de bouwdoos: gloeilampen met fittingen, batterij, kabels
Zo ziet je serieschakeling er uit.
Opbouw van de proef Verbind beide lampen met de batterij, zoals dat in de afbeelding aangegeven is. Dit keer herken je een groot stroomcircuit met twee lampen. Deze schakeling heet een “serieschakeling”, omdat beide lampen in een serie achter elkaar zijn opgesteld. Als alles klaar is, zie je het: beide lampen branden nog maar heel zwak. De lampen hebben nu minder stroom nodig. De batterij houdt het dus langer vol.
Materiaal uit de bouwdoos: gloeilamp met fitting, batterij, kabels, weerstanden
Nog een proef Draai één van de lampen voorzichtig een beetje uit de fitting. Nu gaan gelijk beide lampen uit. Men zegt dan: het stroomcircuit is onderbroken.
Een weerstand smoort de hoeveelheid stroom, die door het stroomcircuit vloeit.
Opbouw van de proef De weerstanden in je bouwdoos zijn de kleine rolletjes met gekleurde ringen. Ze geleiden de stroom niet zo goed als draden. Bouw een stroomcircuit met een lamp en een weerstand, zoals je dat ziet in afb. 1. Probeer na elkaar alle drie weerstanden uit de bouwdoos en kom er achter met welke weerstand de lamp het minst helder brandt.
1. Een serieschakeling van lamp en weerstand.
Wist je ... ... dat de serieschakeling bij de kerstboomverlichting gebruikt wordt? De ketting van kaarsjes voor de elektrische verlichting van een kerstboom ken je vast wel. Ook hier hebben we te maken met een serieschakeling - weliswaar nu niet met maar twee, maar met een heleboel gloeilampjes. Let op: experimenteer nooit met apparaten op het stopcontact!
10
> Info: De gekleurde ringen van de weerstanden geven de weerstandswaarde aan. Elke ring staat voor een bepaald getal waarmee je de waarde van de weerstand kunt bepalen. Voor onze proeven heb je dat niet nodig, voor de elektricien is het echter een echte hulp bij zijn werk. 2. De dimwerking kan nog versterkt worden, als je alle drie de weerstanden in serie met elkaar verbindt. De vrije kabel kan nu op vier mogelijke contacten aangesloten worden. Elke verbinding heeft een andere helderheid. Je kunt de lamp dus zo helder laten branden als je maar wilt.
11
Berichten versturen met licht en geluid Lichtsignalen voor geheime boodschappen Met licht kun je niet alleen lezen, maar ook geheime boodschappen verzenden. Je kunt met je vrienden geheime lichtsignalen afspreken. Licht aan betekent: ik ben thuis, kom me opzoeken. Of: drie korte lichtsignalen betekenen: we gaan zwemmen.
2. Bouw nu een stroomcircuit met de zoemer en een toetsschakelaar. Elke keer als je op de toets drukt hoor je een piep. Hiermee kan je seinen. De zender op een schip moet de seintekens kennen. Met dit toestel kan je oefenen.
Batterij, kabels, zoemer, schakelaar De schakelaar verbindt twee contactveren, zodra je de schakelaar indrukt.
Opbouw van de proef Je bouwt weer een stroomcircuit op. Deze keer wordt er echter een schakelaar ingebouwd. De schakelaar bestaat uit een metalen strip. Het stroomcircuit is alleen gesloten, als iemand op de schakelaar drukt.
12
Zo wordt de zoemer juist aangesloten
Materiaal uit de bouwdoos:
Materiaal uit de bouwdoos:
Een schakelaar kan ook twee lampen samen inschakelen. Bouw een parallelschakeling met twee lampen.
1.
Met stroom kun je echter ook geluiden maken. De elektrische zoemer in je bouwdoos is er een voorbeeld van.
batterij, kabels, gloeilampen met fittingen, schakelaar
Nog een proef
SOS op de Titanic
Opbouw van de proef Houd de beide draden van de zoemer direct aan de batterij. De rode aansluiting moet aan de pluspool gehouden worden, de zwarte aan de minpool. Er klinkt een duidelijke, hoge toon. Als je de beide draden verwisselt, hoor je niets. Bij de zoemer moet je dus op de richting letten! Dat is anders dan bij de gloeilamp, waar de stroom in beide richtingen het zelfde effect had.
Morse - alfabet Letter A B C D E F G H I J K L M
code •-••• -•- • -•• • ••-• --• •••• •• •---••-••
--
letter N O P Q R S T U V W X Y Z
code -• --•--• --••-• •••
••••••--••-•---••
13
Geleiden of niet geleiden Welke richting gaat het op?
Het elektrische éénrichtingsverkeer In je bouwdoos vindt je nog andere onderdelen, waarbij het op de richting aankomt. De kleine rolletjes van zwarte kunststof bevatten een elektrisch ventiel. De streep geeft aan, welke kant er bij de minpool hoort. Let op! De diode mag nooit alleen op de batterij aangesloten worden (gevaar voor kortsluiting!), maar alleen in serie met zoemer of lamp.
Geleiden? Wie of wat kan het? Welke dingen geleiden de elektrische stroom, welke kunnen dat niet? Met een simpel stroomcircuit kun je dat onderzoeken.
Opbouw van de proef Bouw een stroomcircuit met de zoemer, een diode en de batterij. Let bij het opbouwen precies op de richting, zoals het in de tekening aangegeven staat. Je hoort een toon. Draai de diode maar eens om. Nu vloeit er geen stroom. Daarom hoor je niets. De diode is een elektrisch ventiel, dat de stroom slechts in één richting laat vloeien.
Materiaal uit de bouwdoos:
Materiaal uit de bouwdoos:
gloeilamp met fitting, batterij, kabels, zoemer, diode
gloeilamp met fitting, batterij, kabels
Extra Materiaal: geldstukken, schroeven, speelgoed van plastic en metaal, potlood
Opbouw van de proef Bouw een stroomcircuit, dat op één plek is onderbroken. Twee testkabels kunnen tegen willekeurige voorwerpen aangehouden worden. Steeds als een voorwerp stroom geleidt, gaat het lampje branden.
Wist je....
Het test- stroomcircuit
Onderzoek zo veel mogelijk dingen. Je zult vaststellen, dat alle metalen Opbouw van de proef zoals ijzer, koper, aluminium enz. de stroom geleiden. Dingen van glas, kunststof en hout geleiden de stroom niet. Een niet-geleidende stof wordtook wel en “isolator” genoemd. Er zijn ook veel dingen, die de stroom weliswaar geleiden, maar niet zo goed als een draad. Een voorbeeld is het potlood. Dat geleidt minder goed.
... dat niet-geleidende stoffen in de elektrotechniek heel belangrijk zijn? De meeste kabels bestaan van binnen uit koperdraden en zijn van buiten voorzien van een plastic omhulsel. Anders zou je makkelijk kortsluiting kunnen krijgen. De isolatie is ook belangrijk, om mensen te beschermen. Een geïsoleerde kabel kan alleen in een stroomcircuit gebruikt worden, als eerst de isolatie aan de uiteinden verwijderd wordt. 14
1. De diode wijst in de goede richting
2. Plaats in plaats van de zoemer een lamp. Ook ditmaal vloeit er alleen stroom, als de diode in de goede richting ingebouwd is. De witte streep moet steeds in de richting van de minpool van de batterij wijzen.
15
Alarmschakelingen voor alles, dat je lief is
Alarminstallatie voor de vakman
Geen kans voor de dief
Inbrekers komen door deuren of ramen. Maar jij zorgt ervoor, dat ze niet onbemerkt blijven!
Er is vast en zeker wel iets, dat voor jou heel belangrijk is en dat niemand van je af mag pakken. Maar als iemand het probeert, moet er een alarm afgaan dat de dief verjaagt.
zoemer, batterij, kabels, gloeilamp met fitting
Materiaal uit de bouwdoos:
Extra Materiaal: aluminiumfolie, plakband
Materiaal uit de bouwdoos: Zoemer, batterij, kabels, twee schakelaars
Extra Materiaal: Papier, naaigaren, aluminiumfolie
Opbouw van de proef Voor de alarminstallatie heb je een stroomcircuit nodig, dat automatisch gesloten wordt, als iemand een voorwerp beweegt. Het stroomcircuit bevat een bijzonder contact. Gebruik twee schakelaars uit de bouwdoos, die elkaar aanraken, zoals de kleine foto hiernaast in detail laat zien.
Zo ziet je alarmschakeling er uit
Tussen beide schakelaars wordt echter een klein stukje papier geschoven, dat aan een dunne draad bevestigd is. Het papier geleidt de stroom niet en voorkomt, dat het stroomcircuit gesloten wordt. Pas als het er uitgetrokken wordt, wordt het stroomcircuit gesloten. Dan hoor je het alarm. De dunne draad kun je b.v. in de pagina’s van je dagboek leggen. Zodra iemand het boek uit de kast pakt, trekt hij ongemerkt het papier uit het contact en laat zo het alarm afgaan.
16
Opbouw van de proef Bouw je alarminstallatie volgens het onderstaande schakelschema op. De stroom vloeit door een strip alufolie, die met plakband op het raam bevestigd is. bij het openen van het raam scheurt de folie en wordt het stroomcircuit onderbroken. Je vraagt je vast af, hoe het alarm moet afgaan, als een verbinding onderbroken wordt. Het functioneert, omdat een lamp en een zoemer in serie aangesloten zijn. Normaalgesproken stroomt er dus stroom door allebei. Als echter de aluminiumfolie parallel met de zoemer aangesloten wordt, wordt de stroom omgeleid. De stroom vloeit niet door de zoemer, maar door de aluminiumstrip. Als deze verbinding dan echter onderbroken wordt, klinkt het alarm heel hard.
Sommige dieven denken heel slim te zijn door de draden van een alarminstallatie door te snijden. Maar daar vergissen ze zich in, want je alarminstallatie gaat juist dan af, als een verbinding verbroken wordt.
17
Elektrospelletjes - spel en spanning met je vrienden/ vriendinnen Het elektrische labyrint Bij dit spel komt het er op aan, hoe nauwkeurig en hoe snel je iets kunt bekijken. Een labyrint (doolhof) is een weg met vele hoeken en bochten, waar je makkelijk in kunt verdwalen. Hier hebben we zelfs wel vijf wegen, waarbij je het begin en het eind moet herkennen.
Materiaal uit de bouwdoos: afdekkap, batterij, gloeilamp met fitting, kabels
Hoe gaat het spel? Speler 1 bouwt een labyrint, door zo veel mogelijk door elkaar de contacten A tot E te verbinden met de contacten 1 tot 5 op de andere kant. Daarbij mag niemand kijken. Nu krijgt speler 2 de opdracht het labyrint 1 minuut lang goed te bekijken. Dan wordt de afdekkap er opgezet, zodat de kabels niet meer te zien zijn. Speler 2 moet nu alle verbindingen noemen (“B is verbonden met 4” enz.) en iedere keer met de testkabels en een stroomcircuit bewijzen, dat het klopt. Hij heeft maar vijf pogingen. Voor elke juiste verbinding krijgt hij een punt. Alle punten worden genoteerd. Dan worden de rollen omgedraaid en speler 2 bouwt een nieuwe doolhof.
Zo ziet het spel er uit, als je de doolhof afgedekt hebt. Opdat je kunt zien, hoe de steekverbindingen er uitzien, hebben we de afdekkap een beetje doorzichtig getekend. De vrije kabels zijn bedoeld voor het aftasten van een verbinding.
Het geheimzinnige schatzoeken Een andere spelregel Bij dit spel gaat het erom, de aansluitingen van een onder de afdekkap verborgen batterij, de schat, te vinden.
Dit keer hoef je je vermoeden niet hardop te zeggen. Het komt er alleen op aan, de verborgen batterij zo snel mogelijk te vinden. Je kunt vooraf een plan maken, in welke volgorde je test.
Hoe gaat het spel? Een speler verbindt de aansluitpolen bijvoorbeeld met de contactveren C en 5. Dan bedekt hij alles onder de afdekkap.
Met je röntgenblik zie je hier, hoe de batterij onder de eigenlijk ondoorzichtige afdekkap aangesloten zou kunnen zijn. Er wordt getest met kabels en lamp.
De andere speler moet de aansluitingen raden, zijn vermoeden hardop zeggen en dan met de lamp testen. Er zijn 45 verschillende mogelijkheden! Wie er kan onthouden welke mogelijkheden er al vergeefs uitgeprobeerd zijn, heeft een groot voordeel.
Wist je,... dat de eerste gloeilamp in het jaar 1879 door de Amerikaan Thomas Alva Edison werd uitgevonden? De eerste functionerende gloeilampen gebruikten geen gloeidraad van metaal, maar een koolstofdraad. Later begon men lampen te bouwen, waarvan de gloeidraad uit Wolfram (een soort metaal) bestaat. Dit metaal smelt pas bij een temperatuur van 3380 °C. Daardoor kunnen we zeer heldere gloeilampen bouwen.
18
19
Helderziendheid en gedachtenlezen Kun jij de gedachten van je medespeler lezen en zijn volgende stap raden? Welke van de vijf aansluitingen zal hij kiezen?
Materiaal uit de bouwdoos: Afschermplaat, batterij, gloeilampen met fittingen, kabels, draadbruggen
Als alles voorbereid is, stel je de afschermplaat op. Beide spelers kunnen nu niet meer zien, welk contact de ander aanraakt. Speler 1 raakt een contact aan. Speler 2 probeert de aansluiting te raden, uit zijn vermoeden hardop en test de verbinding. Als hij juist heeft geraden, gaan de lampen branden. Tel alle pogingen en treffers. Wie bij 50 pogingen meer dan 20 treffers heeft, beschikt over de gaven van een helderziende.
Rustig aan ... de bibbertest Bij dit spel komt het aan op handigheid en snelheid!
Materiaal uit de bouwdoos: zilverdraad, batterij, zoemer, kabels
Extra Materiaal: stopwatch of horloge met secondewijzer, papier en potlood
Hoe gaat het spel? De vijf aansluitingen 1 ... 5 worden via draadbruggen verbonden met de aansluitingen A ... E, zoals je in de afbeelding kunt zien. Met de batterij, twee lampen en vier kabels bouw je een stroomcircuit. De beide lampen moeten branden, als je de beide vrije krokodilklemmen tegen elkaar houdt. Het stroomcircuit kan nu ook via een van de vijf draadbruggen gesloten worden, als je de tegenover elkaar liggende contacten aanraakt.
De draadlus mag de zilverdraad niet aanraken, anders piept en knerpt de zoemer!
Tip: Met dit spel train je je handigheid. Als het na een tijdje te makkelijk is geworden, buig je de draad wat nauwer. Dan moet de beweging nog preciezer zijn.
Voorbereiding Een stroomcircuit met vijf mogelijke stroomcircuits schemert hier voor jou zichtbaar door de afschermplaat. Tijdens het spel zie je natuurlijk niets - wat doet je tegenspeler op dat moment?
In je bouwdoos bevinden zich een lange en een korte zilverdraad. Buig de lange zilverdraad met veel bochten en steek hem zo op de contacten als in de afbeelding. Van het korte stuk zilverdraad buig je een kleine lus die je met een krokodilklem vasthoudt. Alles samen wordt verbonden met de zoemer en de batterij. Als de lus de gebogen draad aanraakt, moet je een pieptoon kunnen horen.
Hoe gaat het spel?
Wie bibbert, heeft geen kans het spel te winnen
Wie kan de lus het snelste van het ene naar het andere eind van de gebogen draad leiden, zonder deze aan te raken? Voor elke speler en voor elke poging wordt genoteerd, hoeveel seconden hij oor de weg nodig heeft. Bij elke fout (als het piept) worden er twee strafseconden bij opgeteld. Na een paar ronden tel je alle tijden bij elkaar op en vergelijk je de resultaten. 20
21
Quiz voor knappe koppen en snelle denkers Dit spel gaat het beste met drie spelers. Een is de spelleider. Hij leest luid en duidelijk de quizvragen voor. Wie een vraag kan beantwoorden, drukt op een schakelaar. De spelleider beslist, wie er het eerst gedrukt heeft. Hopelijk is het antwoord dan ook goed, want anders krijgt de andere speler zijn kans.
Materiaal uit de bouwdoos: batterij, gloeilamp, zoemer, 2 schakelaars, kabels
Hoe gaat het spel? Bouw eerst de schakeling op, zoals je kunt zien in onderstaande tekening met de beide quizkandidaten. Een gloeilamp en de zoemer zijn hier in serie verbonden. Schakelaar 1 (op de tekening boven) sluit het circuit. Maar je hoort alleen de zoemer. Misschien verbaast dat je, omdat de stroom toch ook door de lamp vloeit. De verklaring is simpel: door de zoemer vloeit maar weinig stroom, zodat de lamp niet gaat branden.
Toets 2 (in de tekening onder) is echter parallel met de zoemer aangesloten. Als deze eveneens ingedrukt wordt, vloeit de stroom aan de zoemer voorbij. Door deze “omleiding” vloeit er meer stroom. Je hoort geen geluid, maar de lamp brandt heel helder. De spelleider kan dus makkelijk herkennen, wie van beide spelers het eerst gedrukt heeft. Als er een zoemtoon klinkt, was speler 1 het snelst. Als alleen de lamp brandt, was speler 2 sneller.
En nog meer lastige vragen De voorbereide quizvragen zijn slechts voorbeelden. Je kunt dus zelf je eigen vragen en antwoorden bedenken. Of je gebruikt speelkaarten uit een andere quiz. Natuurlijk is het spel ook geschikt om te leren. Als je samen met anderen iets wilt leren, heb je beslist meer pret.
Sprookjes en verhalen Welke dieren horen bij de Bremer stadmuzikanten? (ezel, hond, kat, haan) Hoe heet de oom van Kwik, Kwek en Kwak? (Donald Duck) Met welk huishoudelijk voorwerp reizen heksen? (bezem) Hoe heet de trouwe metgezel van Asterix? (Obelix) Hoe heet het hondje van Obelix? (Idéfix)
22
Natuur en milieu Hoe noem je de eerste tanden van de mens? (melktanden) Hoe heten de giftige rode paddestoelen met witte stippen? (vliegenzwam) Welke vogel legt zijn eieren in het nest van andere vogels? (koekoek) Wanneer kun je een regenboog zien (als het regent en de zon schijnt)
Sport en spel Welk groot sportevenement vindt iedere vier jaar plaats? (Olympische Spelen) Hoe lang duurt een voetbalwedstrijd meestal? (2 x 45 minuten = 90 min.) Welke sporters dragen handschoenen? (boksers) Wie zorgt er bij een sportwedstrijd voor dat de speler zich aan de regels houden? (de scheidsrechter) Bij welke sportwedstrijd draagt de leider een gele trui?(Tour de France)
Algemeen Welke maand heeft minder dan 30 dagen? (februari) Welke maand heeft 28 dagen? (alle maanden!) Als je het woord “stok” achterstevoren schrijft, dan krijg je ....? Hoe noem je de laatste dag van het Jaar? (Oudejaarsdag) Wat is een ander woord voor doolhof? (labyrint)
23
Het elektronenbrein Heb jij ook altijd geloofd dat een elektronenbrein zoiets was als een grote en dure computer? Nee, het kan ook heel klein en simpel.
Materiaal uit de bouwdoos: batterij, zoemer, kabels, afdekkap
Extra Materiaal: papier en stift
Hoe gaat het spel? Het spel is net zo opgebouwd als de “elektronische doolhof”. Maar deze keer zijn alle verbindingen precies vastgelegd. Het zijn de “programmeringen” van het elektronenbrein. Als hier een fout gemaakt wordt, zijn later de antwoorden ook fout. De juiste verbindingen zijn: A-3, B-5, C-4, D-2 en E-1.
De speelkaarten zijn de programma’s van het elektronenbrein. Je moet ze zelf maken. Elke speelkaart heeft twee rijen woorden of opgaven met oplossingen. Je vindt hier vier voorbeelden. Schrijf ze op een blad papier (ca. 6x cm), die je op de afdekkap kunt leggen. Bij elk woord aan de linker kant hoort een woord uit het rechter rijtje. Denk na welk van de antwoorden klopt. Het resultaat kan met het elektronenbrein gecontroleerd worden. Als de vraag nummer drie heeft en je denkt dat antwoord 3 daarbij past, houd je de beide controleklemmen tegen deze aansluitingen. De zoemer klinkt, als je het juiste antwoord gevonden hebt.
Nog meer speelkaarten voor het elektronenbrein
De elektroolympiade
Je kunt je eigen vragen en antwoorden bedenken. Misschien kun je er zelfs mee leren. Je kunt bijvoorbeeld rekensommen uit een schoolboek gebruiken die je uit je hoofd moet uitrekenen. Ook woorden in een vreemde taal zijn heel geschikt. Het leren met dit spelletje is beslist veel leuker.
Bij dit spel gaat het erom, wie het snelst een stroomcircuit bouwt. Er kunnen allerlei trucs toegepast worden.
Dieren en hun kinderen
Hoe gaat het spel?
A Kip B Paard C Schaap D Hond E Varken
Als voorbereiding worden er twee lampen en een paar kabels op het speelveld gestoken zoals je dat op de foto ziet.
1 Big 2 Welp 3 Kuiken 4 Lam 5 Veulen
Materiaal uit de bouwdoos: batterij, 2 gloeilampen met fitting, testkabels, 2 diodes, 6 korte en 2 lange draadbruggen.
Landen en hun hoofdsteden A Zwitserland B Frankrijk C Hongarije D Spanje E België
1 Brussel 2 Madrid 3 Bern 4 Boedapest 5 Parijs
Tegenstellingen A reuzengroot B knalhard C zonneklaar D supersnel E messcherp
1 heel stomp 2 ultralangzaam 3 piepklein 4 stikdonker 5 zijdezacht
Rekensommen 1. De bedrading in het elektronenbrein kun je hier zien onder de weer doorschijnend gemaakte afdekkap
24
A8x4 B 12 + 20 - 3 C 66: 3 D 15 x 3 E 24 - 17 + 19
1 2 3 4 5
26 45 32 22 29
De beginpositie Iedere speler krijgt 3 korte draadbruggen, een lange draadbrug en een diode. De opgave bestaat eruit, op je eigen speelhelft een circuit aan te leggen Iedere speler is afwisselend aan de beurt. Om je doel te bereiken heb je eigenlijk vier draadbruggen nodig, maar omdat je er maar drie hebt, komt de diode van pas. Let op: deze moet je er in de juiste richting insteken, anders vloeit er geen stroom! De speler waarvan het lampje het eerst oplicht heeft gewonnen. Om het eerlijk te laten verlopen mag steeds een ander beginnen. 25
Spelvoorbeelden 1. Je kunt de draadbruggen of de diode niet alleen op je eigen helft gebruiken, maar ook op die van je tegenspeler, bijvoorbeeld verkeerd om - en hup, zijn circuit is onderbroken. Hier heeft de rechter speler gewonnen, zijn lampje brandt het eerst.
Fout in het systeem wie vindt hem?
De volgende fouten zijn mogelijk: diode of batterij verkeerd om er ligt een klein stukje papier in de fitting waardoor er geen contact gemaakt kan worden. een voorbereide draad is onder de isolatie onzichtbaar onzichtbaar gescheiden Heel gemeen: twee of meer fouten tegelijk!
Dit spel is iets voor sluwe mensen! In een stroomcircuit wordt opzettelijk een fout ingebouwd, die door een medespeler gevonden moet worden. Je kunt ook heel goed tegen je ouders spelen.
Materiaal uit de bouwdoos: Batterij, lamp met fitting, kabels, diodes
Hoe gaat het spel? 2. Je mag van je tegenspeler ook “stroom stelen”, door een lange draadbrug naar zijn kant te bouwen. Dat moet je echter zo handig doen, dat aan het eind niet allebei de lampen tegelijk gaan branden, want dan zou het resultaat onbeslist zijn. Hier heeft de rechter speler “gestolen” en daarom gewonnen.
3. Als je merkt, dat je niet meer kunt winnen, heb je soms nog de mogelijkheid, een onbeslist te bereiken. Bouw daarvoor een lange draadbrug naar de kant van je tegenspeler. Hier heeft nu de linker speler bij de rechter een diode verkeerd om ingebouwd. De speler rechts trok aan de “noodrem” en bouwde listig een brug naar links = “onbeslist”.
26
Bouw eerst een stroomcircuit op met de batterij, een lamp en een diode. Als alles juist verbonden is en de witte streep van de diode in de richting van de minpool van de batterij wijst, zal de lamp oplichten.
Een andere spelregel De medespeler mag als hulp een testlamp en twee kabels gebruiken. Wie goed op de hoogte is, vindt de fout daarmee bliksemsnel. Je kunt in gedeelten controleren, tot aan welke aansluiting de verbinding nog in orde is.
Nu kun je een fout inbouwen, zodat de lamp uit is. Je medespeler moet de fout vinden.
2. De testlamp helpt om de fout te vinden. 1. Zo ziet het juiste stroomcircuit er uit
27
Proeven voor kleine techneuten en knutselaars Het geheim van de Black Box Een Black box is een zwarte kist, waar je niet in kunt kijken. Met een beetje handigheid kun je er toch achterkomen, wat er in zit.
Materiaal uit de bouwdoos: gloeilamp met fitting, batterij, diodes, kabels, afdekkap
Hoe gaat het spel? Steek twee diodes op de contacten. Voor de plaats en de richting zijn er een heleboel mogelijkheden. De afbeelding laat er maar één zien. Dek je opstelling af met de afdekkap. Bouw een teststroomcircuit op met batterij, lamp en twee vrije testkabels. Daarmee moet je medespeler het geheim ontdekken. Met veel proberen en een beetje geluk vindt hij de plaats van de diodes. Het resultaat moet opgeschreven worden en kan dan met de opbouw vergeleken worden.
1. Vind jij de diodes? Hier een voorbeeld van de verborgen diodes onder de afdekkap
28
Een andere spelregel Er kunnen ook andere onderdelen gebruikt worden, zodat het nog moeilijker wordt: gloeilamp, zoemer, draden. Bij het testen verraadt de gloeilamp zich, omdat daar minder stroom doorheen vloeit dan door een draad. Info: wat hier een spelletje is, komt bij het werk van een ingenieur vaak voor. Een apparaat of onderdeel is gesloten. Wat er in zit, kan alleen door goed doordachte proeven opgelost worden.
Onzichtbare krachten Je weet vast al wel, hoe je met een kompas omgaat. De naald staat steeds in de noord- zuid richting. Maar je kan de naald ook door onzichtbare krachten beïnvloeden.
Materiaal uit de bouwdoos: gloeilamp met fitting, batterij, kompas, draadspoel, kabels, schakelaar
Je gelooft het nauwelijks, als je het niet met eigen ogen zou zien: de naald beweegt, hoewel ze de draad niet aanraakt. Onzichtbare krachten werken door het glas en de kunststof behuizing heen op de kompasnaald. Het zijn magnetische krachten. Een soortgelijk effect kun je ook bereiken met een magneet die er vlak bij gehouden wordt. De spoel is “elektro- magneet”, die slechts net zo lang werkt als de stroom ingeschakeld is.
Opbouw van de proef Schuif het kompas in de spoel zoals afgebeeld in de tekening. Draai het kompas zo, dat de naald precies tussen de beide helften van de spoel ligt.
1. Zo moet je kompas en spoel samenvoegen
Nu bouw je een stroomcircuit met lamp, schakelaar en batterij. De stroom moet daarbij ook door de draadspoel vloeien. Als het stroomcircuit gesloten wordt, beweegt de naald. Wacht, tot deze weer tot rust is gekomen. De naald wijst nu in een andere richting Als het stroomcircuit onderbroken wordt, gaat de naald weer terug naar de oorspronkelijke plek.
2. Stroomcircuit met spoel en kompas. Trouwens, als je de aansluitingen van de batterij omwisselt, zal de kompasnaald de andere richting opdraaien. Zo kun je met deze proef de polen van de batterij onderscheiden.
29
De praktische bloemenwacht
De elektrische verwarming
Als je lang vergeten hebt je bloemen water te geven, zullen ze uitdrogen. Of de grond in de bloempot vochtig of droog is, kun je met een stroomcircuit vaststellen.
Misschien heb je al eens gemerkt, dat een gloeilamp niet alleen licht, maar ook warmte produceert. Maar je kunt ook warmte zonder licht produceren.
Materiaal uit de bouwdoos:
Materiaal uit de bouwdoos:
batterij, kabels, kompas met spoel, schakelaar
kabels, kompas met spoel, weerstanden, schakelaars, lamp met fitting
Extra materiaal:
Opbouw van de proef
2 lange spijkers
Opbouw van de proef Bouw een teststroomcircuit met batterij, schakelaar, spoel en het kompas. Twee kabels kunnen nu tegen willekeurige voorwerpen gehouden worden, om te zien hoe goed ze de stroom geleiden. Steek de spijkers in de bloempot en verbind ze met het stroomcircuit. De spijkers mogen elkaar niet aanraken stroom kan dus alleen door de aarde vloeien. Als de aarde droog is, zal de stroom maar heel zwak vloeien. De naald van het kompas beweegt nauwelijks.
30
Het teststroomcircuit
Giet nu wat water op de aarde in de pot. De stroom wordt direct sterker. Vochtige aarde geleidt de stroom beter dan droge aarde, Maar niet zo goed als een draad of een gloeilamp. Tip: als er maar een klein beetje stroom vloeit, beweegt de naald maar heel weinig, en je kunt de beweging nauwelijks herkennen. Als je echter de schakelaar een paar keer na elkaar indrukt, schommelt de naald heen en weer, en je kunt nu eerder zien of er stroom vloeit of niet.
Bouw na elkaar elk van de drie weerstanden in een stroomcircuit met batterij, schakelaar en de kompasspoel. Let op, je mag de schakelaar steeds maar even indrukken, omdat er veel stroom vloeit. Onderzoek, door welk van de weerstanden de grootste stroom vloeit, en door welke de minste.
1. De weerstand in het stroomcircuit.
Let op: Als je je vinger op de weerstand legt en de stroom inschakelt, zul je merken dat de weerstand warm wordt. De weerstand met de beginkleuren bruin en zwart wordt zelfs al gauw zo heet, dat je je vinger weg moet trekken. Door deze weerstand vloeit de meeste stroom. Als er veel stroom vloeit, wordt er ook veel warmte geproduceerd.
Nog een proef Verbind meerdere weerstanden in serie. Als de stroom door twee of meer weerstanden moet vloeien, wordt de stroom kleiner. Schakel nu ook een gloeilamp in de serie. De lamp zal zwakker branden, als de stroom gering is. Gelijktijdig wordt er ook minder warmte geproduceerd.
2. Meer weerstanden produceren minder stroom en minder warmte.
31
Doorgebrand? Zeker is zeker Zekeringen zijn er om erger te voorkomen, als er in een elektrische leiding te veel stroom vloeit. Ze beschermen tegen brand, als er eens een keer kortsluiting ontstaat.
Materiaal uit de bouwdoos:
Rechts: zo bouw je een zekering Onder: het stroomcircuit met zekering
batterij, kabels, lamp met fitting
Extra materiaal: aluminiumfolie
Opbouw van de proef Knip een stukje aluminium in de vorm zoals je op de foto ziet. In het midden moet een heel smal stukje zijn, het beste slechts een halve millimeter breed. Zo bouw je een elektrische zekering. Het gaat het beste, als je de folie voor het knippen vouwt. Bouw de zekering in een stroomcircuit met batterij en lamp. De verbinding gaat het beste, als je de folie met de kabelstekkers opsteekt. Als alles goed gaat, brandt de lamp. Nu veroorzaak je met opzet kortsluiting. Verbind daartoe de beide kanten van de fitting met een kabel. De lamp gaat uit. Maar de stroom stijgt voor even heel sterk. Daarom wordt het dunne gedeelte van je zekering heet en smelt. Zo wordt het stroomcircuit onderbroken. Dat gaat heel snel. 32
Als het niet goed gaat Het kan gebeuren, dat de proef niet slaagt, dus dat de zekering niet doorbrandt. Daarvoor kunnen twee redenen zijn: De dunne plek van de zekering is misschien nog te breed. Probeer het nog eens. De batterij is niet meer vol genoeg. Bij een kortsluiting is de stroom dan niet meer voldoende om het metaal te laten smelten.
33
