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Das Erlernen von Elektrizität durch den Bau elektrischer Stromkreise ist der beste Weg, Kindern zu zeigen, wie Elektrizität funktioniert. Die Schüler müssen verstehen, dass Elektronen durch die Luft zu einem positiv geladenen Atom springen und warten müssen, bis es eine Brücke zwischen den negativen und positiven Bereichen gibt, um den Zyklus abzuschließen. Diese Brücke wird als Schaltung bezeichnet. Wenn die Schüler lernen, wie sie durch ein Experiment oder ein wissenschaftliches Projekt eine Verbindung herstellen oder eine Brücke schlagen, lernen sie, wie Strom durch einen Stromkreis fließt, damit er für alltägliche Bedürfnisse und Aktivitäten verwendet werden kann.
Hellere Glühbirne
In diesem Experiment benötigen Sie eine Schaltung mit einem Batteriefach, einem Schalter und einer Glühbirnenbuchse. Die meisten Naturwissenschaftslehrer und Klassenlehrer verfügen im Klassenzimmer über diese Art von einfachen Schaltkreisen. Helfen Sie den Schülern, ihre Hypothese zu schreiben, um zu reflektieren, was ihrer Meinung nach mit der Helligkeit der Glühbirne passieren wird, wenn sie Batterien mit einer stärkeren Spannung verwenden. Beginnen Sie mit einer 1,5-Volt-Batterie, indem Sie sie in das Batteriefach Ihres Stromkreises legen. Lassen Sie die Schüler in ihrem Wissenschaftsjournal Beobachtungen über die Helligkeit der Glühbirne aufzeichnen. Wechseln Sie nun zu einer 3-Volt-Batterie und vergleichen Sie die Helligkeit der Glühbirne mit der der 1,5-Volt-Batterie. Ziehen Sie aufgrund der Ergebnisse Schlussfolgerungen über die Verwendung von Batterien mit noch höheren Spannungen. Lassen Sie die Schüler ihre Ergebnisse in einem Wissenschaftsjournal festhalten.
Schaltungsexperiment
Der Aufbau einer einfachen Schaltung ist die Art und Weise, wie Thomas Edison seine Entdeckungen über Elektrizität gemacht hätte. In diesem Experiment können Sie einen Schaltkreis erstellen, der dem ähnelt, den Edison in seinen Labors verwendet hätte. Für dieses Projekt benötigen Sie eine Taschenlampe, eine Taschenlampenbatterie, zwei 6-Zoll-Kabel, Klebeband, um das Kabel am Ende der Batterie zu halten, ein kleines Stück Metall, zwei Reißzwecken und einen kleinen Holzblock . Verwenden Sie für den Schalter den Holzblock und stecken Sie eine Reißzwecke hinein. Schieben Sie die andere Reißzwecke durch das dünne Metallstück und drücken Sie dann die Reißzwecke in das Holzstück. Stellen Sie sicher, dass das Metallstück die erste Reißzwecke berührt, die Sie hineingedrückt haben. Verbinden Sie das erste Drahtstück mit der Reißzwecke auf dem Metallstück. Platzieren Sie die Glühbirne in der Mitte dieses Drahtstücks. Kleben Sie das Ende des ersten Drahtes auf das Ende der Batterie. Kleben Sie das zweite Stück Draht auf das andere Ende der Batterie. Befestigen Sie das Ende des zweiten Drahtstücks am gegenüberliegenden Ende der Batterie und das andere Ende des zweiten Drahtstücks am anderen Reißzwecken. Ihre Schaltung ist abgeschlossen. Wenn Sie das dünne Metallstück gegen die Reißzwecke drücken, schließen Sie den Stromkreis ab und die Glühbirne leuchtet auf.
Serien- und Parallelschaltungen
Reihen- und Parallelschaltungen leiten den Strom auf zwei verschiedene Arten. Für dieses Experiment benötigen Sie zwei Lampenfassungen und zwei Lampen, eine D-Zellen-Batterie und eine Batteriehalterung, sechs isolierte Drahtstücke mit einer Länge von etwa 25 bis 30 Zentimetern und ein Wissenschaftsjournal. Lernen Sie, wie Sie eine Schaltung mit grundlegenden Komponenten erstellen und wie Sie eine Glühbirne mit der geringstmöglichen Anzahl von Drähten zum Leuchten bringen. Lassen Sie die Schüler in ihrem Wissenschaftsjournal ein Diagramm ihres Schaltungsdesigns zeichnen und es als "Schaltung A" bezeichnen. Erstellen Sie nun einen Stromkreis, der zwei Glühbirnen mit der geringstmöglichen Anzahl von Drähten beleuchtet. Lassen Sie die Schüler in ihrem Wissenschaftsjournal ein Diagramm dieser Schaltung zeichnen und sie als "Schaltung B" bezeichnen. Sagen Sie jetzt voraus, was passieren wird, wenn eine der Glühbirnen abgeschraubt wird, und lassen Sie die Schüler ihre Vorhersage in ihr Wissenschaftsjournal schreiben. Testen Sie die Vorhersage und zeichnen Sie die Ergebnisse auf. Experimentieren Sie nun mit möglichen Methoden, um eine Schaltung zu erstellen, bei der eine Glühbirne eingeschaltet bleibt, während die andere entfernt wird. Wenn Sie wissen, dass diese Schaltung funktioniert, lassen Sie die Schüler ein Diagramm in ihr Wissenschaftsjournal zeichnen und es als "Diagramm C" bezeichnen. Experimentieren Sie abschließend mit der Helligkeit der Lampen, indem Sie eine Lampe herausschrauben und die Helligkeit mit der Helligkeit vergleichen, mit der beide Lampen verbunden sind. Lassen Sie die Schüler ihre Beobachtungen aufzeichnen.
Teile einer Schaltung
Der Zweck dieses Projekts ist es, eine einfache Schaltung aufzubauen und deren Teile zu identifizieren. Dazu benötigen Sie einen halben Meter langen Kupferdraht, der in drei gleiche Stücke geschnitten ist, eine Batterie, eine kleine Taschenlampe mit Sockel, einen Schalter, Klebeband und eine Schere. Nehmen Sie die drei Kupferdrahtstücke und entfernen Sie an beiden Enden etwa 1/2 Zentimeter der Drahtisolierung. Befestigen Sie eines der Kabel am positiven Ende der Batterie und kleben Sie es fest. Befestigen Sie das andere Ende des Kabels an der rechten Seite der Glühbirne. Befestigen Sie ein weiteres Stück Kabel an der negativen Seite der Batterie und kleben Sie es fest. Befestigen Sie das andere Ende an der linken Seite des Schalters und kleben Sie ihn fest. Nehmen Sie das letzte Stück Draht und wickeln Sie es auf die rechte Seite des Schalters. Zum Schluss befestigen Sie das andere Ende des Kabels an der linken Seite der Glühlampe. Beobachten Sie, was passiert, wenn Sie den Stromkreis durch Lösen oder Festziehen der Glühlampe öffnen und schließen. Lassen Sie die Schüler in ihrem Wissenschaftsjournal einen Stromlaufplan zeichnen und jedes Teil entsprechend kennzeichnen: Quelle, Anschlusskabel, Schalter und Gerät (Batterie, Kabel, Schalter und Glühbirne). Bitten Sie sie zu beschreiben, was jedes Teil macht und was mit der Schaltung passiert, wenn auch nur eines der Teile fehlt.