Experimentální sada – elektrický proud – BZ 81937
Rozsah použití
Sada je určena k použití pouze při vyučování. Děti by měly sadu používat pouze pod dozorem dospělých. Sada není určena pro děti mladší 3 let – nebezpečí polknutí malých částí. Sadu pohánějte pouze bateriemi 1,5V nebo 4,5V.
Poznámky
Nepřipojujte části sady do zástrčky elektrické sítě! Nepohánějte části sady napětím vyšším než 9V! Při některých pokusech se mohou některé části zahřát. Dotýkejte se jich až po vychladnutí. Zabraňte přímému doteku obou pólů baterie bez zapojení přístroje. Jinak dojde ke zkratu. Proud ve vedení a ve zdroji může být tak vysoký, že dojde k zahřátí a ke vzplanutí. Před každým použitím zkontrolujte, zda jsou díly sady v bezvadném stavu. Nepoužívejte poškozené díly! Nepoužívejte mokré nebo vlhké elektrické díly!
Rozměry a hmotnost Sada sestává z 56 dílů. Baterie nejsou součástí dodávky. Skladování a pohon
Používejte sadu pouze v suchém prostředí a se suchýma rukama. Používejte sadu pouze mimo dosah malých dětí. Pohánějte díly pouze bateriemi 1,5V nebo plochými bateriemi 4,5V. Před použitím solárního panelu odstraňte krycí fólii.
Poznámky k likvidaci odpadu Baterie nepatří do domovního odpadu. Můžete je odevzdat na sběrných místech nebo tam, kde se baterie prodávají. Údržba a čištění uživatelem Před čištěním odpojte spotřebič ze sítě. Omývejte jednotlivé díly vlhkým hadříkem. Nepoužívejte žádné mycí prostředky. Před dalším použitím nechte díly zcela vyschnout.
Vyhledání chyb Možné příčiny, proč nesvítí žárovka: Je žárovka správně dotažena v objímce? Je elektrický okruh uzavřen? Jsou spolu všechny díly pevně spojeny? Zkontrolujte spojení! Je drátěná spirála v žárovce kompletní? Případně ji vyměňte! Je baterie dostatečně plná? Případně ji vyměňte! Možné příčiny, proč při zapojení solárního panelu neběží motor: Není dostatek světla. Dejte panel na slunce nebo pod lampu. Halogenové lampy nejsou vhodné. Použijte lampu s klasickou žárovkou. Náhradní díly a opravy Náhradní lampy a baterie si vyžádejte u svého prodejce. Záruka Na zboží platí zákonná záruka 2 roky počínaje dodáním zboží.
1. Didaktické poznámky Vyučování má dětem a mladým pomoci osvojit si svět kolem sebe. Děti a mladí znají mnoho elektrických fenoménů, jako blesky, zelektrizované vlasy atd. Musí si je tedy uvědomovat a spojit s teorií, aby fyziku hlouběji pochopili. Poznání, které nyní žáci získají, budou mít jako základ pro své další přírodovědné vzdělávání. O elektřině mají děti a mladí velmi rozptýlené vědomosti. Vědí, že je užitečná, ale také velmi nebezpečná. Na jedné straně elektrický proud není vidět, na druhé straně jsou ale vidět jeho důsledky ve formě světla, tepla a magnetismu. Je pro ně také důležité získat informace o vodivosti různých látek, aby se mohli v budoucnu chránit před nebezpečím elektřiny. Pokusy jsou ideálním médiem k demonstraci elektrických fenoménů, ale také k pochopení elektřiny jako takové. Například mohou být spotřebiče přezkoušeny co se týká jejich bezpečnosti. Správně obsluhovat spotřebiče v domácnosti a ušetřit tak elektřinu je stále důležitější. Nejen proto, že je elektřina stále dražší, ale také proto, že se elektřina získává z neobnovitelných zdrojů, jako je uhlí, ropa, zemní plyn a uran. Proto je stále důležitější zabývat se také elektřinou z obnovitelných zdrojů, jako je vítr, voda a slunce. Děti a mladí se musí naučit, jak elektřinu zodpovědně využívat.
2. Věcná analýza Elektřina je dnes všude kolem nás a život bez ní si ani nedokážeme představit. Přesto o ní často víme velmi málo. Toto téma je velmi obsáhlé a tato příručka slouží jako pouhý přehled. Dozvíte se všechno důležité a to jednoduše formulováno.
2.1. Účinky elektrického proudu Elektrický proud je viditelný jen díky svým účinkům: a) Světlo: Elektrický proud se může zviditelnit jako světlo žárovky. b) Teplo: Elektrický proud ohřívá spirálu v rychlovarné konvici, žehličce atd. Také žárovka se při používání zahřívá. c) Magnetismus: Používá se například na šrotištích, kde se přemisťuje šrot velkým elektromagnetem. d) Chemický účinek: Používá se například ke galvanizaci. e) Mechanický účinek: Elektrický proud pohání například mixér nebo ventilátor. V ledničce nebo mrazničce či klimatizaci vytváří elektrický proud chlad.
2.2. Elektrické náboje Vše se skládá z atomů a molekul. V obalu atomu se nacházejí záporně nabité elektrony, naproti
tomu je jádro atomu nabito kladně. Elektrický náboj nám říká, jak velký je přebytek nebo naopak nedostatek elektronů u elektricky nabité částice. Podle toho, zda je částice kladně nebo záporně nabita, označuje se znaménkem plus nebo mínus. Stejné náboje se odpuzují, zatímco opačné se přitahují. Stejná množství opačných nábojů se neutralizují, to znamená, že se vyrovnají. Elektrický náboj se označuje Q s jednotkou Coulomb s označením C. Elektrický náboj se zjišťuje elektroměrem. Elektrický náboj lze také spočítat dle vzorce Q = I x t I je síla elektrického proudu a t je čas.
2.3. Elektrické okruhy Elektrický náboj lze přenášet pomocí vodičů jako například kovů. Tak se s elektrony přenáší i jejich náboj. Takový řízený přenos nosičů náboje se nazývá elektrický proud.
2.3.1. Jednoduchý elektrický okruh Jednoduchý uzavřený elektrický okruh se skládá ze zdroje (baterie, solární panel) a spotřebiče (žárovka), které jsou společně propojeny elektrickým vedením (kabel). Plánek jednoduchého okruhu s baterií a žárovkou:
Elektrické zdroje mají vždy kladný a záporný pól. Elektrické okruhy jsou představovány pomocí plánků a národních či mezinárodních výkresů (výběr viz strany 18/19).
2.3.2. Model elektrického okruhu Analogové modely mohou být velmi užitečné k pochopení souvislostí elektrického okruhu. Jeden takový model je model proudění vody. Voda se nachází v uzavřeném potrubním systému, ve kterém je zabudováno čerpadlo a turbína. Když se čerpadlo zapne, začne tlačit vodu skrz trubku do turbíny. Ta se pootočí a žene vodu zpět do
čerpadla. Pokud se uzavře ventil, vedením již voda dále neproudí. Potrubí odpovídá drátům v elektrickém okruhu, čerpadlo baterii, turbína žárovce, molekuly vody elektronům a ventil spínači.
2.3.3. Vodiče a nevodiče Různé předměty přenášejí elektrický proud různě. Vedení elektrického proudu závisí právě na: z jakého materiálu je předmět jak je dlouhý jaký má průřez Předměty, které elektrický proud přenášejí dobře, nazýváme vodiči. Elektrony se v nich volně přenášejí a nesou tak náboj. Předměty, které elektrický proud přenášejí špatně nebo vůbec, nazýváme nevodiče neboli izolanty. Vodiče jsou většinou kovy, ale také uhlí a grafit. Také kyseliny a louhy vodí, nicméně ne příliš dobře. K izolantům či nevodičům patří plasty, textilie, keramika, sklo, vzduch a suché dřevo. Izolanty nám umožňují se bezpečně dotýkat elektrického vedení. Kromě toho se ještě rozlišují polovodiče, které přenášejí proud, pokud na ně působí teplo nebo světlo. Pokud na ně nepůsobí teplo nebo světlo, chovají se jako izolanty.
2.3.4. Zapojení v řadě Při zapojení v řadě, které se nazývá také sériové, jsou všechny zdroje, spotřebiče a díly zapojeny za sebou. Příklad zapojení v řadě s žárovka mi: Například světelné řetězy na vánočních stromech. Pokud se jedna žárovka vyšroubuje, zhasne celý řetěz.
Při zapojení v řadě prochází všemi spotřebiči stejný proud. Napětí se zde také dělí mezi všechny spotřebiče, proto napětí směrem k poslednímu spotřebiči klesá. To se projevuje tak, že žárovky na nákresu výše svítí méně směrem od první k poslední žárovce. Také baterie se dají zapojit do řady.
2.3.5. Paralelní zapojení Při paralelním zapojení, které se také nazývá zapojení vedle sebe, jsou všechny spotřebiče, zdroje a části zapojeny vedle sebe. Například elektrické zásuvky v bytě. Všechny spotřebiče mohou být zásobeny stejným napětím a nezávisle na sobě být zapnuty nebo vypnuty.
Při paralelním zapojení prochází všemi spotřebiči stejný proud a stejné napětí. Proto svítí při tomto zapojení všechny žárovky stejně jasně.
2.4. Stejnosměrný okruh Pokud se zapojí žárovka přímo na baterii, proudí elektrický proud vždy stejným směrem a se stejným napětím, tedy časově konstantně. 2.4.1. Elektrický proud Elektrický proud udává, kolik elektrických nábojů za sekundu projde průřezem elektrického vodiče. Zkratka pro proud je I. Jeho jednotkou je ampér (A). Měří se ampérmetrem. Ten se zapojí do řady s elektrickým spotřebičem, aby jím procházel stejný proud. Velikost proudu se dá vypočítat pomocí následujícího vzorce: I = Q / t Q je elektrický náboj a t je čas.
2.4.2. Elektrické napětí Elektrické napětí udává, jak silný je pohon elektrického proudu. Zkratka napětí je U. Jeho jednotkou je volt (V). Napětí se měří pomocí voltmetru. Měřidlo se připojí paralelně ke spotřebiči. Elektrické napětí se dá vypočítat pomocí následujícího vzorce: U = W / Q W je elektrická energie / práce a Q je elektrický náboj.
2.4.3. Elektrický odpor Elektrický odpor je vlastností dílců, která brzdí tok elektřiny. Tím se brání pohybu elektrického náboje. Čím větší je napětí potřebné k tomu, aby proud procházel dílcem, tím větší je elektrický odpor tohoto dílce. Nebo čím více je elektrickému proudu bráněno, tím větší je odpor. Elektrický odpor udává, jaké napětí je potřebné pro elektrický proud o velikosti 1 ampér. Označení pro odpor je R. Elektrický odpor se uvádí v Ohmech (Ω). 1 Ω = 1V / 1A Elektrický odpor se měří ohmmetrem. Odpor se dá změřit pomocí následující rovnice: R = U / I. U je napětí a I je proud. Specifický elektrický odpor je, na rozdíl od běžného, látková konstanta, která u kovů závisí na teplotě. Specifický odpor udává, jaký odpor má elektrický vodič 1m dlouhý a o ploše průřezu 1mm. V technických přístrojích se často potřebují komponenty, které mají pevný nebo regulovatelný odpor. U pevného odporu se rozeznávají mezinárodně stanovené barevné kódy, které udávají hodnotu odporu.
2.4.4. Elektrická energie a práce Elektrická energie je schopnost elektrického proudu vykonávat mechanickou práci, předávat teplo nebo vysílat světlo. Označení pro elektrickou energii je Eel. Vyjadřuje se v joulech (J) nebo watt sekundách (Ws). Dá se měřit čítačem kilowatthodin. Elektrická energie je v okruhu tím větší, čím je větší napětí, čím je větší proud, čím déle je okruh v provozu. Elektrická energie se nedá ve větším množství uchovávat. Elektrické napětí se dá vypočítat následujícím způsobem: Eel = U x I x t U je napětí, I je proud a t je čas. 2.4.5. Elektrický výkon Elektrický výkon udává, kolik elektrické práce elektrického proudu se vykoná za sekundu. Označení elektrického výkonu je P. Udává se ve wattech (W). Elektrický výkon se měří wattmetrem. Elektrický výkon se dá vypočítat následujícím způsobem: P = W / t W je elektrická energie / práce a t je čas.
2.4.6. Shrnutí Veličina
Jednotka
Vzorec
Definice
Elektrický náboj
Q Coulomb
C
Q=Ixt
Elektrický náboj nám říká, jak velký je přebytek nebo naopak nedostatek elektronů u elektricky nabité částice.
Elektrický proud
I
A
I=Q/t
Elektrický proud udává, kolik elektrických nábojů za sekundu projde průřezem elektrického vodiče.
Elektrické napětí
U Volt
V
U=W/Q 1V=J/C U = energie (práce) / náboj
Elektrické napětí udává, jak silný je pohon elektrického proudu.
Elektrický odpor
R Ohm
Ω
R=U/I
Elektrický odpor je vlastností dílců, která brzdí tok elektřiny. Čím větší je napětí potřebné k tomu, aby proud procházel dílcem, tím větší je elektrický odpor tohoto dílce.
Specifický odpor
R Rho
ρ
R=ρx1/A
Odpor materiálu.
Elektrický výkon
P Watt
W
Okruh Vykonaná elektrická práce za časovou stejnosměrného jednotku. proudu: P = W / t
Ampér
Elektrická W Joule J W = Eel energie / práce Eel Wattsekun Ws W = U x I x t da W kondenzátoru: W = ½ CU2
Elektrická energie je schopnost elektrického proudu vykonávat mechanickou práci, předávat teplo nebo vysílat světlo.
Elektrická vodivost
G Siemens
S
Pokud předmět dobře přenáší proud, má vysokou vodivost a minimální odpor. Vlastnost předmětu, který má určitý tvar a velikost a je z konkrétního materiálu.
Elektrická vodivost
σ Siemens / metr
S/m σ = 1 / ρ
Vlastnost materiálu.
Elektrická kapacita
C Farad
F
Udává, kolik náboje může uchovat kondenzátor při napětí 1 Volt.
G = 1/R
C=Q/U
Elektrická síla E Newton / N/C 1 N/C = 1 V/m pole Coulomb nebo Volt / V/m metr
Udává, jak je velká síla zkušebního náboje na 1 Coulomb v tomto bodu pole
Magnetická síla pole
H Ampér / metr
A/m
Udává, jak je velká síla magnetického zkušebního tělesa v tomto bodu pole
Čas
t
s
sekunda
2.5. Jednoduchý elektromotor Elektromotor je stroj, který přeměňuje elektrickou energii na energii mechanickou. To se děje elektricky s pomocí magnetických polí. V elektromotorech se mění síla, která je vynaložena z magnetického pole na vodič cívky, na pohyb.
2.6. Žárovka
V žárovce je elektrický vodič, vlákno žárovky, který je většinou z kovu wolframu, díky proudu tak rozžhaven, že září. Zpočátku se rozžhaví na teplotu cca 3400°C, provozní teplota pak klesne na 2500-3000°C. Pokud se celá vynaložená energie převede na záření, jsou ztráty minimální. Vlákno žárovky je zatočeno, tím se do žárovky vejde více drátu a ta může vydat více světla. Aby drát v žárovce rychle neshořel, je baňka žárovky naplněna pod tlakem dusíkem nebo vzácným plynem. Žárovka má výkon 25-100 wattů a svítí jen tehdy, pokud má jeden pól baterie kontakt se závitem a druhý pól se spodním plátkem – tedy elektrický okruh je uzavřen. 2.7. Elektrické pole Elektrické pole je prostor kolem elektricky nabitého předmětu. V tomto prostoru působí síly elektricky nabitých předmětů na jiné elektricky nabité předměty. To se projevuje na přitažlivých a odpudivých silách, které působí mezi dvěma elektricky nabitými předměty. Síla elektrického pole se označuje E a má jednotku Newton na Coulomb nebo Volt na metr. Elektrická pole se mohou znázornit obrazcem linek. Obrazec linek elektrického pole dvou opačně nabitých kuliček:
2.8. Magnetické pole elektromagnetu Každý elektrický vodič je při toku proudu obklopen magnetickým polem. To je obzvlášť silné, pokud se vodič navine na cívku a obsahuje kovové jádro. Síla magnetického pole H závisí na síle proudu počtu návinů délce cívky. Síla magnetického pole H má jednotku Ampér na metr. Příklad magnetického pole vodiče, který je navinut na cívku:
2.9. Střídavý proud Pokud se propojí žárovka s baterií, prochází proud stále jedním směrem a má stejné napětí, to znamená, že je časově konstantní. Naproti tomu se u střídavého proudu periodicky mění směr proudu. Frekvence proudu udává, jak často za sekundu teče proud stejným směrem. V Evropě má proud v domácnostech s napětím 230V frekvenci 50 Hz (Hertz).
2.9.1. Generátor střídavého proudu Generátor střídavého proudu vytváří se stejnosměrného proudu střídavý. Přitom jsou používány elektromagnetická indukce a indukční zákon. Indukce znamená vytváření elektrického napětí prostřednictvím proměnného magnetického pole.
2.9.2. Transformátor Pomocí transformátoru se mohou elektrická střídavá napětí zvýšit nebo snížit. Díky tomu se může napětí přizpůsobit technickým požadavkům elektrického přístroje. Síťové napětí se tím může snížit na bezpečnou hodnotu, například u dětské hračky. Díky transformátoru je také možné přenášet proud na větší vzdálenosti, a to prostřednictvím vodičů vysokého napětí.
2.10. Nebezpečí proudu Od asi 42V je střídavý proud pro lidi životně nebezpečný (pro zvířata již od 24V). U stejnosměrného proudu je to 120V (u zvířat 60V). Většina domácností pracuje s 230V. Toto napětí je k dispozici z elektrických zásuvek. Elektrické pokusy s 9V bateriemi platí za zcela bezpečné. Pokusy nikdy nesmí probíhat s proudem ze zásuvky.
2.10.1. Zkrat Pokud má elektrický proud možnost dostat se od jednoho pólu zdroje ke druhému, aniž by procházel přes spotřebič, zvolí si tuto možnost. Tato situace se nazývá zkrat. Přitom se může proud ve vodičích a ve zdroji tak zahřát, že dojde ke vzplanutí. Zkraty většinou vznikají kvůli vadné izolaci, vlhkosti nebo vadě spínače. Na schématu je vidět, jak proud při zkratu prochází vodičem mimo spotřebič.
2.10.2. Pojistky Pojistka slouží k tomu, aby v případě příliš vysokého proudu v důsledku přetížení nebo zkratu přerušila elektrický okruh. Díky tomu mohou být vodiče i spotřebiče chráněny před poškozením přehřátím.
2.10.3 Působení elektrického proudu na člověka Všechny lidské i zvířecí orgány fungují na základě elektrických impulsů vysílaných z mozku. Nervy se z mozku dopravují k příslušným orgánům, jako například svalům. Napětí elektrických impulsů v lidském těle je cca 50 mV. Tyto elektrické proudy v těle je možné i měřit. EKG (elektro kardiogram) ukazuje elektrickou aktivitu srdce. EEG (elektro encefalogram) ukazuje naproti tomu elektrickou aktivitu mozku. Elektrické proudy z vnějšku mohou funkce orgánů narušit. V lékařství se toho využívá u kardiostimulátorů. Pokud ale zvenku přijde proud, který mnohonásobně převyšuje proud uvnitř našeho těla, může dojít k poškození orgánů.
Projeví se to například na křečích svalů. Proud, který prochází tělem, je závislý na napětí a odporu těla. Suchá pokožka a oděv mají mnohem vyšší odpor než mokrá nebo vlhká pokožka či oděv. Zahřátí elektrického proudu vede k popáleninám na místě vstupu a výstupu z těla.
2.10.4. Zásady pro kontakt s elektrickým proudem
Před používáním elektrického spotřebiče se ujistěte, že je v bezvadném stavu. Nepoužívejte nikdy mokré spotřebiče. Při poruše spotřebič ihned vypněte nebo vyndejte se zásuvky. Nikdy na spotřebiči nic neopravujte, dokud je zapojen v síti. Pokud jsou v domácnosti děti, zajistěte zásuvky. Vadné elektroinstalace nechte ihned opravit a do té doby je odpojte od sítě (je-li to možné). Nepoužívejte poškozené kabely a spotřebiče. Nikdy nezalepujte kabely nebo spotřebiče izolační páskou. Než začnete vrtat nebo do zdi zatloukat hřebík, ujistěte se, že v ní nevede elektrické vedení (zkoušečka!). Neexperimentujte se zdroji proudu nad 25V. Nikdy se nedotýkejte kontaktu v zásuvce, také modrého vodiče, nebo vodiče, který je poškozený. Vidlici nevytahovat ze zásuvky za kabel, ale za hlavici. U nebezpečného spojení musí být zabudována pojistka. Pokud pojistka přestane fungovat, odstraňte nejprve problém a teprve pak vyměňte pojistku za novou. Elektrické spotřebiče připojujte pouze na odpovídající zdroje, protože napětí obou musí odpovídat.
2.10.5. Zásady první pomoci
Přerušit proud vypnutím spotřebiče, vytažení vidlice ze zásuvky, vyšroubování pojistky. Pokud to není možné, musí být postižený pomocí izolantu oddělen od sítě. Zkontrolujte dýchání. Zkontrolujte tep. Případně začněte s masáží srdce nebo umělým dýcháním. Zavolejte sanitku. Pokud postižený dýchá samostatně, uložte jej do stabilizované polohy. Vykonávejte další první pomoc.
2.11. Výroba elektrického proudu Výrobou elektrického proudu chápeme vytváření elektrické energie ve formě elektrického proudu v elektrárně. Elektrická energie se dá získávat z různých zdrojů. Ty se dělí na obnovitelné a neobnovitelné. V současnosti se energie získává většinou z neobnovitelných zdrojů, ale je zde trend získávat ji z regenerativních, tedy obnovitelných zdrojů.
2.11.1. Neobnovitelné zdroje energie Výraz „neobnovitelné“ není zcela správný, protože i tyto zdroje se obnovují samy, ale v průběhu dlouhé doby miliónů let. Lidé tedy nemohou zažít „obnovu“ těchto zdrojů energie a mluvíme tedy o tom, že jsou pro nás omezené, tedy ohraničené. Neobnovitelné zdroje jsou fosilní a atomová paliva jako ropa, zemní plyn, černé uhlí, hnědé uhlí, uran a thorium. Fosilní paliva (ropa, zemní plyn, černé uhlí, hnědé uhlí, rašelina) vznikala díky biologickým a fyzikálním pochodům - jako změna zemského povrchu - během dlouhé doby. Výraz „fosilní paliva“ se užívá hlavně na fosilní látky, které uvolňují energii hořením spolu s kyslíkem. Při jejich hoření ale vznikají ještě jiné látky jako třeba CO2, který ovlivňuje naše klima, protože posiluje skleníkový efekt. Statisticky by tato fosilní paliva měla vydržet na 90 let, ropa poněkud kratší dobu. 2.11.2. Obnovitelné zdroje energie Obnovitelné zdroje energie se označují také jako regenerativní energie. Jsou to zdroje energie, které se neustále obnovují samy. Člověk z nich využívá jen tolik, že se toto množství stačí opět samo obnovit. Jedná se o větrnou, vodní, sluneční a zemní energii energii slapových jevů. Obnovitelné energie se obnovují těmito čtyřmi způsoby: pohyb planety díky gravitačním silám → elektrárny slapových jevů teplo ze země → geotermické elektrárny sluneční energie, vznikající jadernými fúzemi uvnitř slunce → solární panely a biomasa oteplování atmosféry a zemského povrchu → elektrárny na mořské teplo, vodní a větrné elektrárny
2.12. Některé tipy na úsporu elektrické energie
Úsporné žárovky spotřebují asi o 80% méně proudu než běžné žárovky. Vydrží také 8x až 10x déle. Nezapínat světlo zbytečně Nestavět vedle sebe sporák a lednici, protože kvůli přenosu tepla ze sporáku se bude zvyšovat spotřeba elektřiny v lednici. Při vaření se spotřebuje méně elektřiny, pokud poklice dobře doléhají na hrncích a hrnce na sporáku. Mezi lednicemi, pračkami a sušičkami existují úspornější typy. Otevírejte dveře lednice a mrazničky vždy jen na krátkou dobu. Pokrmy nechte nejprve vychladnout a teprve pak je dejte do lednice či mrazničky. Pračku a myčku spouštějte vždy plnou. Lepší je se sprchovat než koupat – ušetří se tak voda i energie! Lepší je častěji pořádně vyvětrat než větrat stále s pootevřeným oknem. Topná tělíska při větrání vypněte. Nenechávejte spotřebiče v pohotovostním módu, ale odpojte je zcela od sítě.
3. Spotřeba elektřiny u různých spotřebičů: Průměrná roční spotřeba různých spotřebičů v kilowatthodinách. Spotřeba v kWh za rok
2-členná domácnost
4-členná domácnost
Pračka
170
320
Sušička
245
470
Lednice
350
410
Mraznička
380
440
Myčka
220
390
Sporák
415
600
Teplá voda pro koupel
780
1390
Teplá voda pro kuchyň
300
440
Osvětlení
340
470
Jiné drobné spotřebiče
450
690
Pomocné spotřebiče pro topení
290
370
Televize, rádio, video
156
200
Satelit
240
PC a tiskárna
210
K tomu se použije 1 kWh elektřiny na cca:
vyžehlení 15 košilí uvaření 70 šálků kávy 7 hodin sledování televize dva dny používání 300 litrové chladničky upečení kynuté buchty uvaření oběda pro 4 osoby vyprání jedné pračky 90 hodin svícení úsporné žárovky 11 Watt 17 hodin svícení žárovky 60 Watt 40 hodin naslouchat hudbě z CD přehrávače
4. Historie elektřiny a elektrického proudu Rok
Země
Jméno
Zaměstnání
Objev/vynález
600 př.n.l. Řecko
Tháles z Milétu
Filozof, matematik
Elektrostatická přilnavost: pokud se tře jantar o zvířecí kůži, lpí drobné částice jako sláma nebo peří na jantaru
1600 n.l.
Anglie
William Gilbert
Lékař, fyzik
Pokusy se třením; zavedení výrazu „elektrický“ podle slova elektron = řecky jantar
1672
Německo Otto von Guericke
Fyzik, starosta
Elektrický stroj, který dokáže vyrábět elektrický náboj (první elektrický generátor)
1733
Francie
1745
Nizozemí Pieter van Musschenbroeck
Fyzik
Leydenská láhev
1745
Německo Ewald Georg von Kleist
Fyzik
Kleistova láhev (nezávisle na sobě vynalezli s Musschenbroeckem první kondenzátor)
Cca 1750 Německo Johann Heinrich Winkler
Fyzik
Vylepšení elektrického stroje: začal vyrábět elektrické světlo (první světelná reklama)
1752
Amerika
Benjamin Franklin
Badatel, politik, spisovatel
Objevil, že blesky jsou elektrické jevy. Vynalezl bleskosvod.
1780
Itálie
Luigi Galvani
Medik
Zkoumal „zvířecí“ elektřinu na žabích stehýnkách
Matematik, fyzik
Sestavil elektrofor (kondenzátor) a tím produkoval výboje na vzdálenost 40 cm. Zavedl matematické symboly plus a mínus pro oba druhy elektřiny.
Charles Francois de Vědec Cisterney Du Fay
Cca 1780 Německo Georg Christoph Lichtenberg
Důkaz, že existují dva různé druhy elektrického náboje (kladný a záporný)
1785
Francie
Charles Augustin de Inženýr Coulomb
Formulace Coulombova zákona
1799
Itálie
Alessandro Volta
Fyzik
Vyvinul předchůdce dnešní baterie (Voltovy sloupky) a vynalezl elektroforézu (přístroj k dělení náboje)
18101812
Anglie
Humphrey Davy
Chemik
Vytvořil světelný oblouk mezi dvěma uhlíky a položil tak základ k vytvoření obloukové lampy
1820
Dánsko
Christian Oersted
Fyzik
Objevil, že elektrické proudy vytvářejí magnetická pole. Vyvinul první galvanometr.
Rok
Země
Jméno
Zaměstnání
Objev/vynález
1820
Francie
Andre Marie Ampere
Fyzik
Vyvinul teorii elektromagnetismu. Vynalezl ampérmetr a vyvinul teorii elektrického telegrafu a elektromagnetu.
1821
Británie
Michael Faraday
Fyzik, chemik
Objevil základní princip elektromotoru.
1826
Německo Georg Simon Ohm
Fyzik
Formuloval vztah mezi silou proudu, napětím a elektrickým odporem – Ohmův zákon.
1831
Británie
Fyzik, chemik
Objevil pracovní princip moderních generátorů.
1833
Německo Carl Friedrich Gauss a Wilhelm Eduard Weber
1866
Německo Werner von Siemens
Inženýr, podnikatel
Vyvinul prakticky použitelné dynamo.
1877
Amerika
Thomas Alva Edison
Telegrafista
Zavedl elektrickou žárovku.
1882
Amerika
Thomas Alva Edison
Telegrafista
Vyvinul elektrárnu k výrobě elektřiny pro osvětlení. Pracoval se stejnosměrným proudem.
1884
Německo Heinrich Hertz
Fyzik
Vytvořil elektromagnetické vlny.
1891
Amerika
Elektrotechnik a průmyslník
Zdokonalení technologii střídavého proudu. Vývoj transformátoru.
1897
Německo Ferdinand Braun
Fyzik
Vynalezl katodovou trubici (Braunovy trubky)
Od 1930 do 1938
Německo Otto Hahn a Fritz Strassmann
Fyzikové
Celoplošná elektrifikace domácností. Objev principu jaderného štěpení.
1948
Amerika
Fyzikové
Objev tranzistorového efektu vede k novému pokroku technologie a miniaturizaci elektrických přístrojů a spotřebičů.
Michael Faraday
Nikola Tesla a Georg Westinghouse
John Bardeen a Walter Houser Brattain
Poslání prvního telegramu telegrafním vedením.
1951
Založení Mezinárodní unie pro koordinaci výroby a dopravy elektrické energie (UCPTE)
1954
USA
1955
Anglie
1960
Amerika
Firma Bell Laboratories
Díky nehodě byl objeven princip solárního panelu. Byla spuštěna první komerční jaderná elektrárna.
Theodore Harold Maiman
Fyzik
Konstrukce rubínového laseru a vyrobení prvního laserového
Rok
Země
Jméno
Zaměstnání
Objev/vynález světla.
1967
Francie
Do sítě byla připojena první přílivová elektrárna (240 MW).
1981
Itálie / Sicílie
První větší solární elektrárna „Eurelios“ byla spuštěna.
1982
Kalifornie
Spuštěna 1 MW fotovoltaická elektrárna.
1982
Švýcarsko / Lugano
Spuštěna největší evropská fotovoltaická elektrárna (15 MW)
1983
Německo / Brunsbütt el
Spuštěna první velká větrná elektrárna Growian.
1986
Ukrajina / Černobyl
Katastrofální nehoda v jaderné elektrárně.
2002
Evropská unie
Ministři pro energii EU se dohodli na plánu k otevření energetických trhů. Od 1.července 2007 si mohou všichni spotřebitelé plynu a elektřiny v EU svobodně zvolit svého dodavatele, podnikatelé již o tři roky dříve.
5. Důležité značky pro elektrická schémata Zařízení
Značka
Popis Vedení nebo kabel
Rozdělení vedení. Spoj je pevný.
Baterie, zdroj pro stejnosměrný proud
Zdroj napětí všeobecně
Žárovka
Spínač vypnutý
Spínač zapnutý
Pojistka
Zařízení
Značka
Popis Elektrická zásuvka
Motor
Přístroj k měření proudu
Reproduktor
Solární článek
6. Možná témata pro výuku Elektrický proud v každodenním životě
Elektrické spotřebiče v každodenním životě Život bez elektřiny → výpadek proudu, význam elektřiny
Elektrický okruh
Jednoduchý elektrický okruh Uzavřený elektrický okruh Otevřený elektrický okruh Srovnání: vodní a elektrický okruh Žárovka: Stavba Tok proudu Kdy žárovka svítí? Zapojení do řady Paralelní zapojení Zdroje elektřiny Vodiče Spotřebiče Vodiče a nevodiče (izolátory) Vodivost Slaná voda jako vodič Spínače Schémata elektrických okruhů Plány elektrických okruhů Použití a působení elektrických okruhů: Hra šikovnosti Magnet Světlo Zvuk Pohyb Solární panely Jednoduchý elektromotor
Působení elektrického proudu
Teplo (Chlad → lednice) Pohyb Světlo Magnetismus (Zvuk → rádio, TV) Chemické působení
Nebezpečí a ochrana
Kdy je to nebezpečné? Napětí nad 42 voltů je nebezpečné Prozkoumání nebezpečnosti přístrojů Měřítka bezpečnosti První pomoc Zkrat Zajištění
Šetření elektřiny
Prozkoumání spotřeby elektřiny u spotřebičů
Nutné/nepotřebné spotřebiče Možnosti úspory elektřiny Úsporné žárovky Získávání energie
Odkud pochází elektřina? Získávání elektřiny: vítr, voda, slunce, zemní plyn, ropa, uhlí... Obnovitelné / neobnovitelné zdroje energie Omezené zdroje
7. Možné cíle vyučování
Sestavení jednoduchého elektrického okruhu Zdroje elektřiny a spotřebiče Pojmenování částí jednoduchého elektrického okruhu Pojmenování elektrických spotřebičů v domácnosti a ve škole Prozkoumání vodivosti materiálů Vybrané vodiče, které vodí dobře, a které vodí málo Sestavení spínače z běžně dostupných materiálů Jak vzniká zkrat? Elektromagnetické působení elektrického proudu Sestavení jednoduchého elektromagnetu Zkoumání různého působení elektrického proudu: teplo, světlo, pohyb, magnetické působení Různé spotřebiče mají různá působení Použití jednoduchého elektrického okruhu: ◦ teplo, světlo, pohyb a magnetické působení – využití ◦ model ampule ◦ osvětlení domečku pro panenky ◦ hra šikovnosti Prozkoumání jednoduchého elektromotoru Seznámení se s nebezpečími elektrického proudu Seznámení se s nebezpečími elektrických spotřebičů Jak zodpovědně používat elektřinu Pochopení významu elektřiny v každodenním životě Pochopení nutnosti šetřit elektřinou Možnosti úspory elektřiny – i ve škole Nutná a zbytečná spotřeba elektřiny – například vypnutí režimu stand-by Možnosti a rizika získávání elektrické energie Obnovitelné druhy energie – poznání výhod
8. Pokusy ve škole 8.1. O pokusech ve škole
Opakovatelnost: Pokus musí být opakovatelný a každá osoba musí dojít ke stejnému výsledku. To poznáte ve vyučování, když žáci srovnají své výsledky a zjistí, že dosáhli podobných výsledků. Uchování: Materiály, které jsou součástí pokusu, nezaniknou. V určité formě se zachovají. Tak se například elektrická energie přemění na práci, tedy pohyb, teplo nebo světlo.
Pořádek: Děti se pokouší zařadit zážitky a pozorování do světa, ve kterém žijí, a do svých dosavadních zážitků. Pokoušejí se svou myslí pozorované vysvětlit a někam je zařadit. Pokusy tento proces podporují, zatímco jsou opakovatelné a děti je mohou provádět samy.
8.2. Funkce pokusů Didakticky metodické funkce pokusů: znázornění a objasnění zasvěcení do problému nadhození otázky vybavení si historických pokusů motivace a vzbuzení zájmu demonstrace jevů podpora při pochopení pojmů a definice veličin vybudování specializace: naučení se metody experimentování představení vztahů vzhledem k praktickému životu Pedagogické funkce pokusů: školení pozorovací schopnosti naučení sociálních vztahů podpora týmového ducha podpora schopnosti napodobování zlepšení slovního vyjadřování 8.3. Fáze pokusu Je ideální, když pokus probíhá ve třech následujících fázích: a) Plánovací fáze: V této fázi se formulují cíle a otázky k zodpovězení. Také se vysloví hypotézy a předpoklady, jak pokus dopadne. Také se přesně naplánuje, jaké materiály se budou potřebovat. b) Prováděcí fáze: V této fázi se pokus sestaví, provede a od začátku do konce se zaprotokoluje včetně všech částí, pozorování a měření. Na základě protokolu se pak mohou dodatečně odhalit případné chyby. Důležité je dobře zaznamenat pozorování. Žáci mohou formulovat souvstažnosti typu „Když...tak“. Například „Když se kabel připojí k baterii, žárovky svítí“. Význam tohoto pokusu je v tom, že „Lampa svítí, když je okruh uzavřen.“ To je pozorovatelné. c) Vyhodnocovací fáze: Pozorování budou nyní vyhodnocena a srovnána s hypotézami a předpoklady, které byly na počátku vysloveny. Výsledky budou formulovány buď žáky nebo s pomocí učitele. Chyby se v této fázi prodiskutují.
8.4. Klasifikace pokusů Školní pokusy se rozlišují dle těchto kritérií: a) organizační demonstrační pokus: provádí jej učitel. žákovský pokus: provádí jej žáci.
b) druh zanesení údajů kvalitativní: formulují se jednotlivé souvstažnosti například: čím tenčí je deska, tím spíše praskne kvantitativní: formulují se množství v číselných hodnotách například: při hmotnosti 23 kg se prolomí deska o síle 5 mm c) vyučovací fáze začátek pokusu: jako motivace je nadhozena otázka. poznávací a potvrzovací pokusy: k získání poznání, pochopení souvstažností a prověření hypotéz. Opakování pokusu: k prohloubení nebo variaci parametrů pokusy za domácí úkol: pro přípravu vyučování pokračující pokus: k prohloubení pokus k praktickému použití: k získání představ o použití v životě například: pokusy o působení rostlinných hnojiv d) druh poznání levné pokusy: pokusy bez větších nákladů na meteriály Pokusy s měřidly: výsledky měření nejsou snadno rozpoznatelné, proto musí být změřeny speciálními přístroji. Například: spotřeba proudu. pokusy s modely: modely mohou pomoci k pochopení pochodů a funkce přístrojů, protože některé pochody nejsou přímo pozorovatelné Například: vodní okruh jako model elektrického okruhu simulační pokus: provádí se na modelu, aby se získaly výsledky dle reálného systému. Často se provádí na počítači. Myšlenkový pokus: pokusy probíhají v mysli, nejčastěji „Co se stane, když...“
9. Experimentální sada – elektrický proud Tato sada obsahuje následující díly: 2. spojení v různých délkách se dvěma až šesti póly 3. spínač 4. přepínač 5. žárovky 6. objímky pro žárovky 7. držák baterie 8. stejnosměrný motor s vrtulí 9. kabel s „krokodýlí“ svorkou 10. plochá baterie 11. kovový šroub 12. nezaizolovaný drát 13. solární panel 14. různé vodiče a nevodiče Tyto díly jsou, až na několik málo výjimek, označeny mezinárodně platnými symboly. Všechny díly, které se nacházejí na kopírovacích předlohách, jsou součástí sady. Potřebujete již jen pár sponek nebo několik málo předmětů, které jsou v každé domácnosti.
S touto sadou můžete probrat velkou část učiva, které je v osnovách, a také provést celou řadu pokusů. Všechny pokusy jsou bezpečné, protože se provádějí s bateriemi, které mají nízké napětí. Poukažte žákům na nebezpečí elektrického proudu a seznamte je se zásadami chování vzhledem k elektrickému proudu. Dejte pozor na to, aby žáci nesestavili okruh bez spotřebiče, protože pak by se baterie během krátké doby vybila, a drát by se rozžhavil, což by vedlo ke zkratu.
Číslo 1 Proud je nebezpečný! Když elektrický proud prochází tvým tělem, je to velmi nebezpečné. Může se stát následující: - popáleniny na pokožce - popáleniny v těle - tvé svaly ztuhnou a to, co držíš v ruce, nebudeš moci pustit - zastaví se ti srdce - můžeš zemřít Promysli si situace, ve kterých může být proud nebezpečný! Nakresli si je nebo napiš.
Číslo 2 Proud je nebezpečný! Proto se budu řídit těmito pravidly: 1) Nebudu se dotýkat poškozeného kabelu nebo elektrického přístroje. 2) Nebudu se dotýkat elektrického přístroje mokrýma nebo vlhkýma rukama. 3) Nebudu dělat žádné pokusy s proudem ze zásuvky. 4) Nedotknu se elektrického přístroje, který spadl do vody, a je stále zapojen do sítě. 5) Nebudu rozebírat elektrický přístroj, který je stále zapojen do zásuvky. 6) Nebudu se dotýkat elektrické zásuvky.
Číslo 3 Jak svítí žárovka? Rozsviť žárovku. Použij k tomu kabel nebo jiný díl ze sady. Vyzkoušej různé možnosti. Zde si nakresli, jak jsi žárovku zapojil, aby svítila:
Číslo 4 Pomoc, má žárovka nesvítí! Zkontroluj: a) Je žárovka správně zašroubovaná v objímce? b) Je vnitřní drátěná spirála kompletní? c) Jsou všechny díly spolu pevně spojeny? Zkontroluj to! d) Je někde v elektrickém okruhu mezera? e) Není baterie prázdná? Zkus to ještě jednou s jinou baterií!
Číslo 5 Jak se co jmenuje? Žárovka svítí když: - se jeden pól baterie dotýká závitu a - druhý pól se dotýká kontaktní plochy.
Číslo 6 Jak prochází proud žárovkou? Jak musíš držet žárovku na baterii, aby svítila? Nakresli 2 různé možnosti:
Číslo 7 Kdy žárovka nesvítí? Jak musíš žárovku na baterii držet, aby nesvítila? Vyzkoušej to! Nakresli 4 různé možnosti: Kdy žárovka nesvítí? Napiš své vysvětlení!
Číslo 8 Kam prochází proud žárovkou? Proud prochází, když je okruh uzavřen. Popiš cestu, kterou proud prochází: Použij k tomu tato slova: Baterie, drát, mezera, závit, prochází, přerušení.
Číslo 9 Jak se zabuduje spínač? Sestav elektrický okruh tak, aby žárovka svítila. Nyní do okruhu zabuduj spínač. Nakresli, kam jsi spínač zabudoval:
Číslo 10 Jak pracuje spínač? Napiš: V jaké pozici je spínač, když žárovka svítí? Žárovka svítí, když... Říká se: "Elektrický okruh je uzavřen." V jaké pozici je spínač, když žárovka nesvítí? Žárovka nesvítí, když... Říká se: "Elektrický okruh není uzavřen."
Číslo 11 Proč tvá žárovka svítí? Tvá žárovka svítí, - protože jsi vytvořil okruh, ve kterém prochází proud. - protože okruh nemá žádná přerušení. Všechny části jsou spolu spojeny. Proud není vidět. Představ si tok proudu jako vodu. Voda Čerpadlo pohání vodu. Teče v kruhu. Pokud je v tomto okruhu mezera, voda neteče. Proud Baterie pohání elektrický proud. Teče v kruhu. Pokud je v okruhu mezera, proud neproudí.
Číslo 12 Jak by se měl zabudovat spínač, aby svítila jen jedna žárovka? Vytvoř okruh se 2 žárovkami. Zabuduj nyní spínač tak, aby svítila jen jedna žárovka. Zde nakresli, kam jsi spínač zabudoval:
Číslo 13 Jak může svítit více žárovek současně? Sestav ze sady okruh se 2 žárovkami. Obě žárovky musí svítit! Nakresli, jak jsi okruh sestavil:
Číslo 14 Okruh v řadě Zapojil jsi své žárovky také tak? Všechny žárovky jsou zde v řadě. Proto se tomu říká okruh v řadě. Proud prochází žárovkami. Každá žárovka spotřebuje část elektřiny. Proto se dostane k další žárovce v řadě elektřiny méně. Proto nesvítí tak jasně. To můžeš pozorovat, když zapojíš žárovky do řady.
Číslo 15 Jejda, jedna žárovka se pokazila! Co teď? Vyšroubuj žárovku ze závitu. Co vidíš teď? Popiš to!
Číslo 16 Proč nesvítí žádná z žárovek? Jednu žárovku jsi vyšrouboval, ale teď nesvítí žádná z nich. Co myslíš, proč to tak je? Představ si, že je žárovka vpravo pokažená. Nakresli barevně trasu proudu ve schématu. Když se jedna žárovka pokazí, potom je okruh O uzavřen O neuzavřen Proud O prochází okruhem O neprochází okruhem
Číslo 17 Proto nesvítí žádná žárovka Když se jedna ze žárovek pokazí, pak přes ni neprochází proud. Elektrický okruh je přerušen, tedy otevřený. Proud již nemůže procházet okruhem. Ostatní žárovky nedostávají proud. Proto také nesvítí.
Číslo 18 Jak je možné zabudovat dvě žárovky tak, aby obě svítily stejně jasně? Všechny žárovky musí svítit stejně jasně. Vyzkoušej více možností! Nakresli, jak jsi žárovky zabudoval do okruhu:
Číslo 19 Paralelní zapojení Zapojil jsi své žárovky také tak podobně? Každá žárovka má svůj vlastní okruh. Proto se tomu říká Paralelní zapojení. Proud prochází stejnoměrně všemi žárovkami. Všechny žárovky dostávají stejné množství elektřiny. Proto svítí všechny stejně jasně. Pokud se jedna žárovka pokazí nebo ji vyšroubuješ, ostatní žárovky svítí dále.
Číslo 20 Kudy prochází proud? Nakresli červeně okruh žárovky číslo 1. Nakresli modře okruh žárovky číslo 2. Co se stane, když jednu žárovku vyšroubuješ? Napiš to:
Číslo 21 Žárovka se pokazila - nic se neděje! Pokud se jedna žárovka pokazí nebo ji vyšroubuješ, ostatní žárovky svítí dále. To proto, že každá žárovka má svůj vlastní okruh. Na obou obrázcích vlevo vidíš okruhy obou žárovek. Pokud se žárovka 1 pokazí, prochází proud jako na obrázku vlevo. Pokud se žárovka 2 pokazí, prochází proud jako na obrázku vpravo.
Číslo 22 Mezera v okruhu Sestav elektrický okruh s baterií a žárovkou jako na obrázku. Svítí žárovka? O ano O ne Proč to tak je? Vysvětli to!
Číslo 23 Mezera v okruhu (1) Sestav elektrický okruh s baterií a žárovkou jako na obrázku. Přemosti mezeru různými díly ze sady. Nebo najdi sám různé předměty jako gumu, fix, sponku, minci, hřebík, pravítko, zápalku, gumovou pásku, kámen, látku... Určitě toho najdeš více!
Číslo 24 Mezera v okruhu (2) Co se stane, když mezeru přemostíš? Nejprve si zkus tipnout! Předmět
Materiál
Pravítko
plast
Domněnka: Bude žárovka svítit?
Pozorování: Svítí žárovka?
Číslo 25 Mezera v okruhu (3) Pokud uzavřeš mezeru vhodným materiálem, žárovka svítí. Jak to vysvětlíš?
U kterých materiálů žárovka svítí?
U některých materiálů žárovka nesvítí. Jak si to vysvětluješ?
U kterých materiálů žárovka nesvítí?
Číslo 26 Mezera v okruhu: vodiče a nevodiče Pokud uzavřeš mezeru vhodným materiálem, žárovka svítí. Těmito materiály proud prochází. Pak se říká: Tyto materiály vodí proud. Jmenují se vodiče. U některých materiálů žárovka nesvítí. Těmito materiály proud neprochází. Pak se říká: Tyto materiály proud nevodí nebo jen velmi těžko. Jmenují se nevodiče nebo také izolátory. Naše pokožka také vodí proud, ale jen málo. Pokud je však mokrá, vodí mnohem lépe. Na co bychom mohli potřebovat nevodiče?
Číslo 27 Vodiče a nevodiče Vodiče: těmito materiály prochází proud: Železo, měď, stříbro, zlato, hliník, chróm, nerezová ocel, voda, uhlí, grafit. Používají se k tomu, aby se proud dostal skrze kabely ke spotřebiči.
Nevodiče / izolátory: těmito materiály proud neprochází: Suché dřevo, vzduch, porcelán, textil, sklo, plasty. Používají se k tomu, abychom se mohli dotknout kabelu pod proudem.
Číslo 28 Proud něco dělá a vyrábí Které spotřebiče u tebe doma fungují na elektrický proud? Co vyrábí proud v těchto spotřebičích? Spotřebič
Proud v něm vyrábí:
Lampa
světlo
Trouba
Číslo 29 Co vyrábí proud? (1) Sestav elektrický okruh se žárovkou a baterií.
Co vyrábí proud?
Číslo 30 Proud vyrábí světlo (1) Když proud prochází do žárovky, pak proud vyrábí světlo. Jaké elektrické spotřebiče znáš, ve kterých proud vyrábí hlavně světlo? Napiš nebo nakresli alespoň 5 z nich!
Číslo 31 Co vyrábí proud? (2) Sestav elektrický okruh s baterií a motorkem s vrtulí.
Co vyrábí proud?
Číslo 32 Proud vyrábí pohyb (2) Když proud prochází do motorku, pak proud vyrábí pohyb. Jaké elektrické spotřebiče znáš, ve kterých proud vyrábí hlavně pohyb? Napiš nebo nakresli alespoň 5 z nich!
Číslo 33 Co vyrábí proud? (3) Sestav elektrický okruh se žárovkou a baterií. Uchop žárovku a pomalu počítej do 20. Co cítíš? Co vyrábí proud?
Číslo 34 Proud vyrábí teplo (3) Když proud prochází, pak vyrábí také teplo. Jaké elektrické spotřebiče znáš, ve kterých proud vyrábí hlavně teplo? Napiš nebo nakresli alespoň 5 z nich!
Číslo 35 Představ si, že mimozemšťané nechali přes noc zmizet veškerý elektrický proud. Jak by pak vypadal takový normální den? Napiš alespoň 1 stranu!
Číslo 36 Proud magnetizuje (4) Když proud prochází kabelem, tvoří se kolem něj magnetické pole. Toto pole se dá zesílit omotáním drátu kolem cívky. To se nazývá elektromagnet. Elektromagnet je magnetický jen tehdy, když drátem prochází proud. Pokud je elektrický okruh přerušen, proud neprochází drátem. Drát již není magnetický. Kancelářské sponky spadnou.
Číslo 37 Co vyrábí proud? (4) Potřebuješ: šroub, drát, plochou baterii, 2 kabely s „krokodýlími“ svorkami, kancelářské sponky Tak to funguje: 1. Obtoč šroub pevně drátem! 2. Konce drátů spoj se svorkami. 3. Druhé konce svorek napoj na baterii.
Pokus 1: Elektrický okruh je uzavřen. Co se stane, když dáš do blízkosti šroubu kancelářské sponky?
Pokus 2: Odepni jeden kabel od baterie. Okruh byl přerušen a proud neprochází. Co se stane, když dáš do blízkosti šroubu kancelářské sponky?
Pozor! Drát se po nějaké době zahřeje! Mohl by ses spálit.
Číslo 38 Co vyrábí solární panel? (1) Sestav elektrický okruh se solárním panelem a motorkem s vrtulí. Co pozoruješ?
Číslo 39 Co vyrábí solární panel? (2) Sestav elektrický okruh se solárním panelem a motorkem s vrtulí. Měj solární panel na různém světle. Co pozoruješ, když máš solární panel.... … ve stínu?
… ve tmě?
Číslo 40 Co vyrábí solární panel? (3) Zakřížkuj: Vrtule se pohybuje, když mám solární panel... O na slunečním světle O ve stínu O ve tmě Solární panely vyrábí proud. Proto se vrtule točí. Kdy vyrábí solární panely proud? Když je solární panel... O na slunečním světle O ve stínu O ve tmě Solární panely potřebují k výrobě proudu: O světlo O stín O tmu
Číslo 41 Fungují solární panely pouze na slunečním světle? (1) Sestav okruh se solárním panelem a s motorkem s vrtulí. Vystav solární panel různým druhům světla. Například slunce, kapesní svítilna... Zdroj světla Slunce Kapesní svítilna
Vrtule se točí
Vrtule se netočí
Jiná pozorování
Číslo 42 Fungují solární panely pouze na slunečním světle? (1) Solární panely vyrábí proud: O jen na slunečním světle O také na jiném světle Zjistil jsem to takto:
Kdy vyrábí solární panely hodně proudu? A kdy málo? Na čem je to zřejmé? Promysli si k tomu nějaký pokus.
Číslo 43 Kdy vyrábí solární panely hodně proudu a kdy málo? (1) Pokud mám solární panel blízko u lampy, pak se vrtule pohybuje: O rychle O pomalu Pokud se se solárními panely od lampy vzdaluji, pak se vrtule pohybuje: O stále rychleji O stále pomaleji Při velkém množství světla solární panel vyrábí: O mnoho proudu O málo proudu Při malém množství světla solární panel vyrábí: O mnoho proudu O málo proudu Zjistil jsem to takto:
Číslo 44 Kdy vyrábí solární panely hodně proudu a kdy málo? (2) Sestav okruh se solárním panelem a s motorkem s vrtulí. Drž solární panel blízko u lampy. Pomalu jej dávej pryč z dosahu lampy. Co myslíš, že se stane?
Nyní proveď pokus a napiš své pozorování.
Číslo 45 Solární panel Solární panely vyrábí ze světla elektrický proud. Je jedno, zda se jedná o sluneční světlo nebo světlo lampy. Jen u určitých druhů světla solární panely proud nevyrábí. Jsou to takzvaná LED světla. Při silném světle vyrábí solární panely velké množství proudu. Při slabém světle málo. Ve tmě nevyrábí žádný proud. Zda solární panely momentálně vyrábí málo nebo hodně proudu, vidíme na vrtuli. Pokud se točí rychle, vyrábí se hodně elektřiny. Pokud se točí málo, vyrábí se elektřiny málo. Na mnoha střechách jsou vidět solární panely. Vyrábí proud, který se využívá v domácnosti.
Číslo 46 Baterie z ovoce Potřebuješ: Citron nebo jiné ovoce Měděný hřebíček Kovový hřebíček 2 kabely s „krokodýlími“ svorkami Elektroměr Probíhá to tak: 1. Zapíchni do citronu jeden měděný a jeden kovový hřebíček. Hřebíčky se nesmí dotýkat. 2. Pomocí svorek připevni na každý hřebíček jeden kabel. 3. Nyní připevni opačné konce kabelů pomocí svorek na elektroměr.
Co pozoruješ? Napiš to.
Pomocí mého ovoce mohu: O vyrábí proud O nevyrábí proud
OVOCE JIŽ PO POKUSU NESMÍŠ JÍST!
