In deze lessen ga je aan de hand van practica onderzoeken hoe de natuurkunde werkt. We gaan naar elektriciteit. Door onderzoek te doen naar de natuurkunde zal je meer inzicht krijgen over hoe dit allemaal werkt. Daarnaast zit er in deze lessenreeks ook een schrijvend leren opdracht. Door een logisch verhaal te schrijven over de natuurkunde (voor iemand anders), leer je begrippen uit te leggen waardoor je die begrippen ook beter begrijpt.
Klas 1 en 2
Les 1 t/m 4 bestaat uit 1 of 2 practicum(s) die zijn gekoppeld aan de theorie die je moet weten.
Klas 2/3
In les 5 gaan we werken aan een schrijf opdracht. In deze opdracht moet je uitleg geven over verschillende schakelschema onderdelen. Die uitleg moet simpel zijn, de tekst die je uiteindelijk gaat maken kan weer gebruikt worden als je het van Natuurkunde kiest in de bovenbouw. De tekst zal ook beoordeeld worden door de coach.
Klas 1/2/3
In de laatste les moet je een poster maken. De poster gaat over één van de practica die je hebt gemaakt. In de poster moet een onderzoeksvraag, de werkwijze en de conclussie van je onderzoek en eventueel plaatjes die de theorie duidelijker maken. De poster lever je aan het einde van de les in via de mail maar hij wordt ook afgedrukt. Uiteindelijk komt de poster te hangen in het natuurkunde lokaal en zal het een voorbeeld zijn voor volgend jaar. Ook de poster wordt beoordeeld.
Vul het invulblad in met pen en als je wilt rekenen gebruik je eerst je schrift als klad papier.
Als je dit alles hebt doorgelezen mag je beginnen aan les 1, je kan dit doen door op de peil rechtsonder te drukken. Succes!!
LES 1 DE STROOMKRING
inleiding
Deze les bestaat uit 2 practica. In het eerste practicum gaan we kijken wat voor materialen elektrische stroom kunnen doorgeven en welke niet. Stoffen die elektrische stroom doorgeven noemen we geleiders, stoffen die dat niet kunnen noemen we isolatoren.
In het 2e practicum gaan we kijken naar geleiding door water. Is dat mogelijk en zo ja, hoe?
GELEIDERS EN ISOLATOREN
Geleiders en isolatoren
Leerdoelen van het practicum:
Je kan in je eigen woorden uitleggen wat isolatoren en geleiders zijn.
Je kan van verschillende materialen benoemen of dit een geleider is of niet.
Handelingsdoelen van het practicum:
Je kan een eenvoudige stroomkring maken met 1 lampje.
Je kan werken met een simulatie
Werken met de simulatie
Druk op inleiding hieronder. In de simulatie zie je links allemaal voorwerpen staan. Als je deze sleept naar het blauwe scherm, blijven ze staan. Elk voorwerp heeft aan de voor en achterkant cirkels getekend, dit zijn de aansluit punten. Door de cirkels van 2 voorwerpen te verbinden zitten ze vast aan elkaar, als je ze weer los wilt halen, klik je op het cirkeltje en daarna op de schaar.
Het practicum
We gaan onderzoeken welke materialen elektrische stroom geleiden en welke niet. Materialen die elektrische stroom kunnen doorgeven noemen we geleiders, materialen die dat niet kunnen, noemen we geleiders. Je weet wanneer een materiaal elektrische stroom kan doorgeven als het lampje gaat branden. Als het lampje dus gaat branden hebben we te maken met een geleider, is het lampje uit, dan hebben we te maken met een isolator.
Werkwijze:
Maak een schakeling zoals deze hieronder. Let op, je lampje brand dus nog niet.
Bekijk tabel 1. In de gemaakte stroomkring, in de simulatie, zit een gat. Vul deze met de voorwerpen die staan in de tabel en zet een kruisje van elk voorwerp of deze een geleider is of een isolator. Als het lampje aat branden weet je dat er stroom geleid kan worden. In de laatste kolom zet je een kruisje als het materiaal gemaakt is van metaal.
Geef aan in een zelfgemaakte tabel welke voorwerpen een geleider zijn en welke niet.
Voorwerp
Geleider
Ioslator
GELEIDING IN ZOUT
Practicum geleiden in water
Leerdoelen bij dit practicum:
Je weet welke stoffen kunnen geleiden en welke isoleren.
Je weet dat er geen stroom loopt als de stroomkring ondoorbroken is.
Handelingsdoelen bij dit practicum:
Je kan een eenvooudige stroomkring maken met een lampje en een voedingskast.
Je kan een schakelschema vertalen naar de simulatie.
In dit practicum gaan we onderzoeken of er ook elektrische stroom kan lopen door water.
Benodigdheden:
Bekerglas
2 spijkers
2 krokodil klemmetjes
3 kabels (2 zwarte en 1 rode)
Voedingskastje
Lampje + fitting
Demiwater
Theelepel
Zout
Stappenplan:
Vul je bekerglas met een kleine laagje demi water (ongeveer even dik als je vinger).
Maak nu de schakeling zoals hieronder. Door de krokodillenklemmen te vast te maken aan de draden kan je de spijkers eraan vast klemmen. Zorg dat de spijkers elkaar niet raken in het bekerglas.
Nu kan je de stroom aanzetten en maak vraag 1 en 2.
Doe nu een eetlepel zout bij het water en maak vraag 3 en 4.
Vul nu het practicumblad verder in.
LEERDOELEN CHECK
Leerdoelen check
We gaan nu checken of de leerdoelen zijn behaald. Druk hieronder op start.
In deze les ga je het verschil leren tussen een parallelschakeling en een serieschakeling. Je gaat deze begrippen leren tijdens het practicum dus druk snel op de knop rechts onder.
SERIE EN PARALLEL
Serieschakelingen en parallelschakelingen
In deze proef ga je leren wat een serie en parallelschakeling is. Ook gaan we onderzoeken hoe de spanning en de stroomsterkte loopt door zo'n schakeling.
Leerdoelen:
Je weet wat een parallel en serie schakeling is;
Je weet hoe de spanning en stroom zich verdeeld in de verschillende schakelingen;
Je kan vanuit een tekening benoemen watvoor schakeling je ziet;
Handelingsdoelen:
Je weet hoe je een stroommeter en voltmeter aansluit.
Meten (in de simulatie)
In dit practicum gaan we kijken naar verschillende schakelingen en hoe de stroom en spanning zich verdeeld over de lampjes.
De spanning meten we met de Voltmeter, deze moeten we parallel aansluiten. In de simulatie zie je dat de Voltmeter 2 pennen heeft. Als je de spanning wilt meten over een lampje moet je één pen voor het lampje zetten, op het draadje ervoor, en de andere pen achter het lampje.
De stroomsterkte meten we met de Ampèremeter, deze moeten we in serie aansluiten. In de simulatie zie je dat de ampèremeter een richtcirkel heeft. Als je de stroomsterkte wilt meten door een lampje, dan moet je de richcirkel neerzetten voor het het lampje.
werkwijze:
Kijk op je werkblad naar afbeelding 1 en maak deze in de simulatie. Dit is een serieschakeling, als je met je vinger een rondje maakt van batterij tot batterij dan kom je langs alle lampjes, er is dus 1 stroomkring. Maak vraag 1.
Kijk naar tabel 1 op je uitwerkblad. Meet de stroomsterkte op de plekken die staan in de eerste kolom en meet de spanning over de delen van de stroomkring die in de derde kolom staan, vul de gemeten cijfers in in de tabel.
Beantwoord vraag 2.
Kijk nog eens naar de schakeling en haal draad 1 weg uit je schakeling.
Beantwoord vraag 3.
kijk ok je werkblad naar afbeelding 2. Dit is een parallelschakeling, als je nu met je vinger de draden volgt van batterij tot batterij kan je niet langs alle lampjes, er zijn dus meerdere stroomkringen. Maak vraag 4.
Kijk naar tabel 2 op je uitwerkblad. Meet de stroomsterkte op de plekken die staan in de eerste kolom en meet de spanning over de delen van de stroomkring die in de derde kolom staan, vul de gemeten cijfers in in de tabel.
Beantwoord vraag 5.
Kijk nog eens naar de afbeelding van de parallelschakeling. Er zijn 6 kabels aangegeven met een cijfer. Beantwoord vraag 6, je kan hierbij de simulatie gebruiken en maak het blad af.
LEERDOELEN CHECK
Leerdoelen check
We gaan nu checken of de leerdoelen zijn behaald. Druk hieronder op start.
In dit practicum ga je op verschillende manieren de weerstand berekenen van een weerstand. Dit ga je doen aan de hand van de kleurcode en een berekening.
kleurcodes
kleurcode
Leerdoelen:
Je kan de waarde van een weerstand bepalen aan de hand van de kleurcode.
Je kan de afwijking bepalen van een weerstand in Ω.
In dit practicum gaan we van verschillende weerstanden de weerstand bepalen. Dit gaan we doen aan de hand van de kleurcode. Kijk van het volgende filmpje de eerste 3 minuten, hier wordt uitleg gegeven over de kleurcode's van weerstanden.
Benodigdheden:
3 weerstanden
binas tabel 13
Werkwijze:
Bekijk de weerstanden goed, let erop dat je ze goed omhoud. Schrijf de kleuren van de ringen op in de tabel.
Zoek nu bij de ringen de bijhorende cijfers in de binas en vul dat in de tabel.
Bepaal met die gegevens de weerstand.
Maak nu vraag 1. Je moet hier de afwijking geven in Ohm, niet in procenten. Dit doe je door de afwijking te verminigvuldigen met de grote van de weerstand. Let er op dat je procenten omrekend naar een getal, dit doe je door het percentage te delen door honderd (1% --> 0,01)
berekenen
Berekenen van weerstanden
leerdoelen:
Aan het einde van de les kan je de weerstand berekenen.
handelingsdoelen:
Je kan meten met een voltmeter en een ampère meter.
In deze proef gaan we dezelfde weerstanden gebruiken als de vorige proef. Je kan dus goed jezelf controleren of je het goed doet of niet. In de vorige les hebben we al gekeken hoe verschillende meters aangesloten moeten worden. Als je hier nog moeite mee hebt, lees dat even terug.
De weerstand kan berekend worden door de formule: R = U/I. Hierin staat R voor de weerstand (Ω), U staat voor de spanning (in volt) en I staat voor de stroomsterkte (in Ampère).
Benodigdheden:
Lampje
Weerstanden
Voltmeter
Ampèremeter
Voedingskastje
Elektriciteits snoeren
Werkwijze:
Maak onderstaand schakelschema.
Zet de meters zo dat de stroom door de weerstand en de spanning over de weerstand gemeten kan worden.
Meet van de 3 weerstanden de spanning en de stroom en zet de gegevens op de goede plekken op het werkblad.
Gebruik de formule hierboven om de weerstanden te berekenen, je kan de witte ruimte aan de rechterkant, op je invulblad, gebruiken om de formule op te schrijven. DIT MOET!
Beantwoord vraag 1 en 2.
leerdoelen check
Leerdoelen check
We gaan nu checken of de leerdoelen zijn behaald. Druk hieronder op start.
Je kan de elektrische energie berekenen die een apparaat gebruikt;
Je kan het rendement berekenen van een apparaat.
Handelingsdoelen:
Je kan de tempratuur aflezen van een thermometer
In dit practicum gaan we werken met het rendement. Het rendement is een getal dat aangeeft hoe zuinig een apparaat werkt, als het rendement richting de 100% gaat dan wordt bijna alle energie die erin gaat omgezet in nuttige energie. Gaat het rendement meer richting de 0%, dan wordt veel energie omgezet in niet nuttige energie, dat is meestal warmte en noemen we dan ook rest warmte.
Het rendement berekenen we met de volgende formule: η = Enut÷Etot x 100%
Hierin is η het rendement in procenten, Enut de nuttige gebruikte energie (in Joule) en Etot de totale energie (in Joule) die het apparaat inging.
In dit practicum gaan we het rendement bepalen van een waterkoker. De nuttige energie (Enut) bij een waterkoker wordt gebruikt om het water op te warmen, de totale energie (Etot) die er aan de waterkoker wordt geleverd kunnen we berekenen.
Benodigdheden:
Waterkoker
Thermometer
Stopwatch
Werkwijze:
Vul de waterkoker met 1 liter water. Meet de begin tempratuur en noteer dit op je uitwerkblad.
Zet de waterkoker aan, Let op! Zet op hetzelfde moment de stopwatch aan.
Als de waterkoker klaar is zet je de stopwatch uit. Schrijf de tijd op je werkblad.
Zoek het vermogen op van de waterkoker (dit staat onderop vermeld) en schrijf dit op je werkblad.
Het water neemt per graad warmer 4186 Joule op. Om te berekenen hoeveel energie het water in totaal heeft opgenomen doen we dus 4186 X tempratuursverschil. Bereken de opgenomen energie van het water.
De totale energie die de waterkoker opneemt bereken we met de formule: E=Pxt. E is de energie die waterkoker verbruikt (in Joule) , P is het vermogen van de waterkoker (in Watt) en t is de tijd die de waterkoker aanstond (in seconde). Bereken hoeveel energie de waterkoker heeft verbruikt.
Je hebt nu berekend hoeveel energie het water opneemt en hoeveel energie de waterkoker heeft gebruikt. Maak nu vraag 1.
Je hebt in vraag 1 bepaald wat de nuttige gebruikte energie is en de totale energie. Met de gegevens kan je nu het rendement berekenen van de waterkoker, doe dit op het antwoorden blad. Bekijk de tekst boven aan het practicum als je vast loopt.
Beantwoord vraag 2.
Eindtoets
Eindtoets
Om de practica af te sluiten hebben we een eindtoets, in deze toets ga je controleren of je de leerdoelen hebt bereikt. De toets bestaat uit 10 vragen en zal ongeveer een half uur duren. Als je eerder klaar bent kan je alvast de teksten van de volgende les lezen.
SCHRIJFOPDRACHT: SCHAKELINGEN
Schrijfopdracht
In deze les gaan we kijken naar verschillende spanningsbronnen, namelijk: de batterij en de dynamo. We gaan eerst kijken naar een tekst die uitleg geeft over de werking van een spanningsbron en wat een batterij is. Dit is een voorbeeld tekst voor jouw eindopdracht.
Je moet een tekst schrijven voor de derde klas. Deze tekst moet antwoord geven op vragen, je moet dus goed nadenken hoe je de stof gaat uitleggen in de tekst. Je kan dus de eerste tekst gebruiken als een voorbeeld.
Leerdoelen van de les:
Je kan uitleggen wat een spanningsbron is;
Je kan uitleggen wat een batterij en een dynamo is
Je weet wat magnetische energie is.
Opdrachten
Opdracht 1:
Lees onderstaande tekst door en beantwoord de vragen in je schrift. Deze tekst is ook een voorbeeld voor de tekst die jij moet schrijven. De tekst is geschreven voor klas 3, daarom zijn alle begrippen uitgelegd.
De batterij
Een batterij is een voorbeeld van een spanningsbron. Een spanningsbron zorgt voor de aanvoer van elektrische energie in een stroomkring. Een batterij zet chemische energie om in elektrische energie. Chemische energie is de energie die vrijkomt door chemische reacties. In een batterij zitten stoffen die, doormiddel van een chemische reactie, elektrische energie maken.
Batterijen zijn makkelijk te verkrijgen spanningsbronnen en zijn klein waardoor ze makkelijk te gebruiken zijn maar batterijen zijn schadelijk voor het milieu door de chemische stoffen. Hierdoor moet je de batterijen weggooien bij het chemisch afval.
Batterijen worden bijvoorbeeld gebruikt in een afstandsbediening of een zaklamp. Een batterij levert niet genoeg elektrische energie voor grote apparaten.
Vraag 1: Wat is een spanningsbron?
Vraag 2. Beschrijf in 1 zin waar de tekst over gaat.
Vraag 3: Wat is chemische energie?
Vraag 4: Waar komt de energie van een batterij vandaan?
Vraag 5: Wat zijn voordelen van een batterij?
Vraag 6: Wat zijn de nadelen van de batterij?
Vraag 7: Waarom moet je de batterij weggooien bij het klein chemisch afval?
Vraag 8: Schrijf 2 voorbeelden van apparaten op die batterijen gebruiken.
Vraag 9: levert de batterij weinig of veel energie?
20 min
Opdracht 2
In deze opdracht gaan we de vorige opdracht andersom doen. Je moet een verhaal schrijven over een andere spanningsbron, namelijk: De dynamo.
Je krijgt 9 vragen met antwoorden over de tekst die jij moet schrijven. De tekst kan worden gebruikt voor klas 3, dus elk moeilijk begrip moet worden uitgelegd. In de tekst van de vorige opdracht staan verschillende woorden dikgedrukt, dit zijn signaalwoorden. Dit is om verbanden aan te geven in de tekst zodat een begrip makkelijker te begrijpen is. Deze woorden moet jij ook gebruiken in jouw tekst. Als het niet past in je tekst mag je een ander woord gebruiken maar het verband moet nog steeds duidelijk zijn.
Je eindtekst moet aan de volgende eisen voldoen:
Er zijn minstens 5 signaalwoorden gebruikt;
Met de tekst zijn de vragen te beantwoorden;
Leerlingen uit klas 3 begrijpen de tekst;
De tekst bevat 100 tot 150 woorden;
De tekst heeft een titel;
Maximaal 5 grammatica of spellingsfouten.
Maak de eerste tekst op een toets blaadje, je moet deze ook inleveren. De vragen staan hieronder.
Vraag 1: Wat is een spanningsbron?
Een spanningsbron zorgt voor de aanvoer van elektrische energie in een stroomkring
Vraag 2. Beschrijf in 1 zin waar de tekst over gaat.
De tekst gaat over de werking van een dynamo.
Vraag 3: Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een dynamo?
De belangrijkste onderdelen van een dynamo zijn de magneet en de spoel.
Vraag 4: Wat is een spoel?
Een spoel is een koperen draad die een aantal keer ergens omheen gedraaid is.
Vraag 5: Hoe werkt de dynamo?
Door het draaien van het wiel gaat de magneet ook draaien. De magneet hangt in de spoel maar raakt de spoel niet aan. Door het draaien van de magneet gaat er een elektrische energie lopen.
Vraag 6: Hoe heet de energie die de dynamo omzet in elektrische energie?
Magnetische energie.
Vraag 7: Komt er veel energie van een dynamo, en waarom wel of niet?
De batterij levert weinig energie. Je kan er niet veel meer dan een lampje mee aankrijgen.
Vraag 8: Wat is het voordeel van een dynamo?
Een Dynamo gaat lang mee en “raakt” nooit op
Vraag 9: Wat is een nadeel van een dynamo.
Om een lampje te branden moet je bewegen.
10 min
Opdracht 3:
Je wisselt nu je tekst uit met je buur. Kijk naar de eisen die in opdracht 2 staan en bekijk of de tekst voldoet aan de eisen. Doe dit door de signaalwoorden te onderstrepen in de tekst, en de tekst te controleren op spel of grammatica fouten. Ga ook bij onderstaande vragen na of je dit kan vinden in de tekst. Als je het kan vinden in de tekst geef je aan waar je dit kan vinden. Als je het antwoord op de vraag niet in de tekst kan vinden, of niet makkelijk, geef dan een tip hoe je dit wel zou kunnen doen. Dit kan je doen op hetzelfde blaadje als waarop de tekst geschreven is.
De feedback (je blaadje met tips. Moet ook ingeleverd worden en er wordt gekeken of deze serieus gemaakt is. Je maakt de feedback op een toets blaadje en in je feedback moet het onderstaande staan:
Op elke vraag is feedback gegeven;
Er is gekeken of alle eisen in de tekst staan (zie opdracht 2).
15 min
Eindopdracht
Je gaat nu je tekst verbeteren. Schrijf de tekst nog eens op een nieuw blaadje en verwerk de feedback die je hebt gekregen. Zorg ervoor dat je tekst voldoet aan de eisen hieronder.
Je eindtekst moet aan de volgende eisen voldoen:
Er zijn minstens 5 signaalwoorden gebruikt;
Met de tekst zijn de vragen te beantwoorden;
Leerlingen uit klas 3 begrijpen de tekst;
De tekst bevat 100 tot 150 woorden;
De tekst heeft een titel
Maximaal 5 grammatica of spellingsfouten.
Lever aan het einde van de les de eindopdracht en de tekst met feedback van opdracht 2 en 3 in. Zorg dat jouw naam en de naam van degene die feedback gaf staan op je blaadje.
EINDOPDRACHT
Eind opdracht
Voor de eindopdracht moet je een poster maken. Je krijgt van de docent een practicum toegewezen, van dit practicum ga je een informatieve poster maken. Deze poster ga je tijdens de laatste les maken. De poster die dan is gemaakt, wordt getoond in het natuurkunde lokaal zodat de rest van de klas hier feedback op kan geven.
Het onderzoeksverslag:
De poster is eigenlijk het onderzoeksverslag van het practicum wat je hebt gedaan. Een verslag maken doe je in de volgende stappen:
De onderzoeksvraag:
De onderzoeksvraag vraagt naar dat wat je wilt meten/weten. De onderzoeks heeft altijd een vraagteken.
Werkplan:
In het werkplan ga je kort omschrijven wat je hebt gedaan om de proef uit te voeren. In je werkplan moeten de volgende dingen staan:
Benodigdheden tijdens de proef;
Een tekening van de opstelling;
een korte beschrijving van wat je hebt gedaan.
Onderzoeksresultaten:
Hier ga je opschrijven of laten zien wat je hebt gemeten of hebt gezien. Zet hier je tabellen en grafieken neer als je die hebt gemaakt tijdens of na je practicum (zorg dat ze een naam hebben met een nuttige omschrijving van wat je ziet). Ook laat je hier je berekeningen zien als die gemaakt zijn.
Conclusie:
In de conlussie beantwoord je de onderzoeksvraag met je gevonden gegevens. Doe ook een uitspraak over jouw gevonden antwoord, denk je dat het klopt of niet en waarom? Je kan hier ook aangeven hoe je het experiment kan verbeteren of uitbreiden.
Eisen poster:
In de poster moeten de volgende staan:
Practicum naam
Alle onderdelen van het onderzoeksverslag (zie hierboven);
Namen + klas
Gegevens zoals tabellen staan op de poster
extra punten:
Er is extra werk verricht om de poster er aantrekkelijk uit te laten zien;
Er is omschreven hoe de proef nog beter kan;
Er is omschreven hoe je een vervolg proef zou kunnen doen.
Het arrangement Practicum_Elektriciteit is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
Oefeningen en toetsen
Leerdoelen check: Les 1
leerdoelen check: les 2
leerdoelen check: les 3
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat
alle
informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen
punten,
etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Nakijkformulier poster practicumreeks
