Φυσική - Στατικός Ηλεκτρισμός - Ε' Δημοτικού Επ. 8 Physics - Static Electricity - 5th Primary School 8 Física - Electricidad estática - Quinto curso Ep. 8 Physique - Électricité statique - Cinquième année Ep. 8

Γεια σας παιδιά!

Σήμερα θα ασχοληθούμε με τα ηλεκτρικά κυκλώματα Today we will deal with electrical circuits

και τους αγωγούς και τους μονωτές. and conductors and insulators.

Σίγουρα θα συμφωνείτε ότι η ανακάλυψη του ηλεκτρικού ρεύματος You will surely agree that the discovery of electricity

έχει βελτιώσει κατά πολύ τη ζωή μας. has greatly improved our lives.

Σκεφτείτε μόνο ποιές ηλεκτρικές συσκευές έχουμε σπίτι μας και χρησιμοποιούμε καθημερινά Just think about what electrical appliances we have in our house and use every day

για διασκέδαση, for fun,

για διάφορες χρήσεις - και, μάλλον, σκεφτείτε καλύτερα for different uses - and, rather, think better

τι συμβαίνει όταν έχουμε μία διακοπή ρεύματος: what happens when we have a power failure:

πόσο άσχημα νιώθουμε, και όλα αυτά που δεν μπορούμε να κάνουμε. how bad we feel, and all the things we can not do.

Πώς λειτουργούν όμως αυτές οι συσκευές; Από πού παίρνουν ενέργεια; But how do these devices work? Where do they get their energy from?

Οι ηλεκτρικές συσκευές λειτουργούν με ενέργεια που παίρνουν από το δίκτυο της ΔΕΗ

ή από μπαταρίες.

Στα πειράματα που θα κάνουμε εμείς, θα χρησιμοποιήσουμε αποκλειστικά μπαταρίες. In the experiments that we will do, we will use only batteries.

Ποτέ δεν κάνουμε πείραμα χρησιμοποιώντας το δίκτυο της ΔΕΗ γιατί είναι επικίνδυνο.

Υπάρχουν διαφόρων ειδών μπαταρίες, There are different types of batteries,

όλες όμως έχουνε ένα κοινό - για να δούμε:

υπάρχει αυτή η πλακέ μπαταρία των 4,5 volt

που έχει δύο άκρες ή πόλους, όπως λέγονται,

και τους συμβολίζουμε με ένα «+» και ένα «-»:

θετικός και αρνητικός πόλος. positive and negative pole.

Όλες οι πλακέ μπαταρίες το έχουν αυτό.

Ας δούμε μία άλλη: «+», «-». Let's look at another: "+", "-".

Υπάρχουν και κυλινδρικές μπαταρίες 1.5 volt -

και αυτές έχουν δύο πόλους,

αλλά ο ένας βρίσκεται πάνω και ο άλλος βρίσκεται κάτω.

Και αυτούς τους σημειώνουμε με «+» και «-» .

Υπάρχουν και οι μικρότερες κυλινδρικές μπαταρίες, επίσης 1.5 volt -

οι δύο πόλοι τους είναι πάνω και κάτω.

Υπάρχουν και αυτές οι μπαταρίες, There are also these batteries,

που εδώ οι δύο πόλοι βρίσκονται και οι δύο στο πάνω μέρος:

«+» και «-», θετικός και αρνητικός.

Εμείς, στα πειράματα μας, βολεύει να χρησιμοποιήσουμε αυτές τις μπαταρίες We, in our experiments, are comfortable using these batteries

τις πλακέ, γιατί είναι πιο εύκολο the plates, because it is easier

να συνδέσουμε στους πόλους τους τα λαμπάκια to connect the bulbs to their poles

ή ό,τι άλλο θέλουμε να συμπεριλάβουμε στο κύκλωμα μας. or whatever else we want to include in our circuit.

Ένα απλό κύκλωμα, πέρα από την μπαταρία, περιλαμβάνει και λαμπάκι. A simple circuit, in addition to the battery, includes a light bulb.

Για να δούμε λοιπόν το λαμπάκι: So to see the light bulb:

Ένα λαμπάκι έχει μερικά βασικά μέρη και αυτό. A light bulb has some basic parts as well.

Το βασικότερο σημείο του είναι αυτό εδώ, το λεπτό συρματάκι.

Η τεχνολογία, σήμερα, έχει προχωρήσει και υπάρχουν πάρα πολλών ειδών λαμπτήρες,

εμείς όμως για τα πειράματα θα χρησιμοποιήσουμε

αυτούς τους λαμπτήρες που λέγονται «πυρακτώσεως».

Γιατί λέγονται έτσι;

Γιατί αυτό εδώ το λεπτό συρματάκι, όταν περνάει από αυτό ρεύμα, Because this thin wire here, when it passes through this current,

θερμαίνεται, πυρακτώνεται, φεγγοβολάει και έτσι φωτίζει. it heats up, glows, glows and thus illuminates.

Και είναι από ένα υλικό κατασκευασμένο που λέγεται βολφράμιο

που είναι πάρα πολύ ανθεκτικό, και δεν λιώνει εύκολα.

Τα υπόλοιπα που συνθέτουν το λαμπάκι The rest that make up the light bulb

είναι ουσιαστικά το γυάλινο περίβλημα για να προστατεύει is essentially the glass casing to protect

αυτό το συρματάκι το λεπτό,

οι βάσεις που το στηρίζουν - the bases that support it -

και τα άλλα δύο σημαντικά μέρη που έχει κάθε λαμπάκι είναι οι επαφές του. and the other two important parts that each light bulb has are its contacts.

Βλέπουμε ότι ξεκινάει από εδώ και καταλήγει στο κάτω μέρος We see that it starts from here and ends at the bottom

και η άλλη εδώ, στο μεταλλικό τμήμα με τις στροφές. and the other here, in the metal section with the turns.

Εδώ λοιπόν είναι το λαμπάκι.

Έχει δύο επαφές: η μία βρίσκεται στο κάτω μέρος

και η άλλη είναι όλο αυτό το μεταλλικό τμήμα με τις στροφές -

αλλά, συνήθως, έχουν ένα εξόγκωμα σε κάποιο σημείο, ως δεύτερη επαφή.

Υπάρχουν, βέβαια, μιας και τα έχει και το σχολικό σας βιβλίο, και τα λαμπάκια «μπαγιονέτ»,

όπως λέγονται, που το διαφορετικό είναι ότι έχουν τις δύο επαφές από κάτω.

Αν δούμε ένα τέτοιο λαμπάκι, οι επαφές βρίσκονται κάτω.

Εμείς, όμως, θα χρησιμοποιήσουμε το βιδωτό λαμπάκι.

Πότε ανάβει το λαμπάκι;

θα πρέπει να κάνουμε δοκιμές για να δούμε.

Θα χρειαστούμε μία μπαταρία,

το λαμπάκι και ένα ή δύο καλώδια.

Για καλώδια μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ένα απλό καλώδιο

που έχουμε γυμνώσει τις άκρες από το πλαστικό περίβλημα.

Υπάρχουν όμως και ήδη έτοιμα καλώδια

που έχουνε υποδοχές στις άκρες

για να μας διευκολύνουν στη χρήση:

αυτής της μορφής που λέγεται «μπανάνα»

ή αυτής της μορφής που λέγεται «κροκοδειλάκι».

Και καταλαβαίνετε γιατί…

Ας ξεκινήσουμε, λοιπόν, να δοκιμάζουμε τις διατάξεις που προτείνει το βιβλίο,

για να δούμε πότε ανάβει το λαμπάκι.

Στην πρώτη περίπτωση, παίρνουμε την μπαταρία και ακουμπάμε

τη μία επαφή από το λαμπάκι στον έναν πόλο της μπαταρίας:

το λαμπάκι δεν ανάβει.

Στη δεύτερη περίπτωση, ακουμπάμε επάνω τη μία επαφή από το λαμπάκι

στον έναν πόλο της μπαταρίας,

και το γυάλινο περίβλημα στον άλλο πόλο της μπαταρίας:

και πάλι το λαμπάκι όμως δεν ανάβει.

Τρίτη περίπτωση, ακουμπάμε τον έναν πόλο της μπαταρίας

με τη μία επαφή από το λαμπάκι

και τον άλλο πόλο της μπαταρίας με την άλλη επαφή από το λαμπάκι:

και διαπιστώνουμε τώρα ότι το λαμπάκι ανάβει.

Επόμενη διάταξη, θα συνδέσουμε τη μία επαφή από το λαμπάκι

με τον έναν πόλο της μπαταρίας και την άλλη επαφή με τον άλλον:

βλέπουμε ότι το λαμπάκι φωτίζει.

Στην επόμενη περίπτωση, χρησιμοποιούμε τον ένα πόλο της μπαταρίας

με τη μία επαφή από το λαμπάκι:

βλέπουμε, όμως, ότι δεν ανάβει.

Έβδομη διάταξη, θα συνδέσουμε τον έναν πόλο της μπαταρίας με τη μία επαφή από το λαμπάκι

και την άλλη επαφή από το λαμπάκι με τον άλλο πόλο της μπαταρίας:

και βλέπουμε ότι το λαμπάκι φωτίζει.

Και στην όγδοη περίπτωση, θα συνδέσουμε

τον έναν πόλο της μπαταρίας με τη μία επαφή από το λαμπάκι

και τον άλλο πόλο της μπαταρίας με την ίδια επαφή από το λαμπάκι:

βλέπουμε, όμως, ότι το λαμπάκι δεν ανάβει.

Σε τι συμπέρασμα καταλήγουμε με βάση το πείραμα που κάναμε;

Το λαμπάκι είδαμε ότι ανάβει μόνο σε αυτές τις τρεις περιπτώσεις.

Τι κοινό έχουν αυτές οι τρεις περιπτώσεις;

Και στις τρεις περιπτώσεις συνδέουμε

τις δύο επαφές από το λαμπάκι με τους δύο πόλους της μπαταρίας.

Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις το λαμπάκι δεν ανάβει.

Ας δούμε το συμπέρασμα:

Το λαμπάκι ανάβει μόνο όταν η μία επαφή του

συνδέεται με καλώδιο με τον έναν πόλο της μπαταρίας

και η άλλη του επαφή με τον άλλο πόλο της μπαταρίας.

Πώς φτιάχνω ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα;

Θα χρειαστούμε μία μπαταρία, καλώδια, λαμπάκι.

Επειδή όμως, όπως είδατε, δεν είναι βολικό να κρατάμε το λαμπάκι με το χέρι

και να συνδέουμε τα καλώδια, συνήθως χρησιμοποιούμε λυχνιολαβές.

Τι είναι οι λυχνιολαβές;

Είναι, ουσιαστικά, μία βάση στην οποία μπορούμε να τοποθετήσουμε

το λαμπάκι για να μη χρειαστεί να το κρατάμε.

Μπορείτε να φτιάξετε και μόνοι σας με τις οδηγίες που έχει το σχολικό βιβλίο.

Θα χρησιμοποιήσετε μία ξύλινη βάση,

ένα μανταλάκι,

σφυρί για να καρφώσετε ένα καρφί -

και θα φτιάξετε μία λυχνιολαβή που θα λειτουργεί πάρα πολύ καλά.

Υπάρχουν, όμως, στο εμπόριο διαφόρων ειδών λυχνιολαβές.

Εμείς θα χρησιμοποιήσουμε μία τέτοια, μία λυχνιολαβή -

βλέπουμε εδώ έχει την υποδοχή όπου βιδώνουμε το λαμπάκι.

Και, θα μου πείτε, πού πήγαν οι επαφές από το λαμπάκι; Χάθηκαν,

πως θα τις βρω εγώ τώρα;

Για να μπορούμε να βρίσκουμε τις επαφές από το λαμπάκι έχουμε συνδέσει καλώδια πίσω,

που το ένα ξεκινάει από τη μία επαφή,

το άλλο από την άλλη και καταλήγουν σε αυτές τις δύο υποδοχές

που μπορούμε εύκολα να βάζουμε τις άκρες από τα καλώδια.

Πώς θα φτιάξουμε το απλό κύκλωμα;

Είπαμε πριν ότι πρέπει να συνδέσουμε την κάθε μία επαφή από το λαμπάκι

με τους πόλους της μπαταρίας.

Μπορούμε, λοιπόν, να συνδέσουμε τον έναν πόλο της μπαταρίας

με τη μία επαφή και τον άλλο πόλο με την άλλη επαφή,

και βλέπουμε ότι το λαμπάκι φωτίζει.

Αυτό που φτιάξαμε λέγεται «κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα»

γιατί επιτρέπει τη ροή των ηλεκτρονίων σε όλο το κύκλωμα.

Αυτό που κάνει η μπαταρία

είναι να δίνει ενέργεια στα ελεύθερα ηλεκτρόνια να μπορούν να κινούνται.

Δεν δημιουργεί ηλεκτρόνια αλλά τα θέτει σε κίνηση.

Επιτρέπουν, όμως, όλα τα υλικά τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από αυτά;

Θα το διαπιστώσουμε με πείραμα.

Θα χρησιμοποιήσουμε, μάλιστα, υλικά που προτείνει το δικό σας βιβλίο,

το σχολικό βιβλίο, αλλά μπορείτε να πειραματιστείτε

και με ο,τιδήποτε άλλο έχετε εύκαιρο.

Συνδέουμε τον έναν πόλο της μπαταρίας

με τη μία επαφή από το λαμπάκι, όπως και πριν,

και τον άλλο πόλο της μπαταρίας.

Αφήνουμε το καλώδιο εδώ,

την άλλη επαφή από το λαμπάκι,

και το καλώδιο καταλήγει εδώ.

Έχουμε, λοιπόν, ένα ανοιχτό κύκλωμα αυτή τη στιγμή:

δεν μπορεί να περάσει το ρεύμα εκτός αν ακουμπήσουμε τα δύο άκρα μεταξύ τους.

Και εδώ θα δοκιμάζουμε ένα-ένα τα υλικά που προτείνει και το βιβλίο σας:

Αλουμινόφυλλο.

Βλέπουμε ότι το λαμπάκι ανάβει.

Επόμενο υλικό, το ατσάλι - χρησιμοποιώντας ένα κουταλάκι.

Βάζουμε στη μία άκρη, βλέπουμε και πάλι ότι το λαμπάκι ανάβει.

Επόμενο υλικό είναι το γυαλί -

ένα ποτήρι που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε είναι αυτό.

Βλέπουμε ότι το λαμπάκι δεν ανάβει με το γυαλί.

Επόμενο υλικό, ασήμι – το δαχτυλίδι,

θα χρησιμοποιήσουμε το δαχτυλίδι μου.

Και βλέπουμε ότι το λαμπάκι ανάβει.

Επόμενο υλικό, πλαστικό -

ένα καλαμάκι.

Το λαμπάκι δεν ανάβει.

Λαστιχάκι, υλικό καουτσούκ.

Δεν ανάβει το λαμπάκι.

Ύφασμα.

Πάλι δεν ανάβει το λαμπάκι.

Ξύλο.

Δεν ανάβει.

Μολύβι ξυσμένο και από τις δύο άκρες,

ώστε να μπορέσει να ακουμπήσει στο εσωτερικό του,

που είναι γραφίτης.

Για να δούμε…

Πρέπει να ακουμπήσει μόνο στο γραφίτη, και όχι στο ξύλο.

Και βλέπουμε ότι το λαμπάκι, έστω και λίγο, ανάβει.

Τελευταίο υλικό, χαλκός.

παίρνουμε το εσωτερικό από ένα καλώδιο

και βλέπουμε ότι το λαμπάκι ανάβει.

Σε τι συμπέρασμα καταλήγουμε;

Ότι το ρεύμα δεν περνάει μέσα από όλα τα υλικά σώματα αλλά από μερικά.

Για να δούμε τα συμπεράσματα μας:

Τα υλικά

μέσα από τα οποία είναι δυνατή η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος

ονομάζονται «αγωγοί»

ενώ τα υλικά μέσα από τα οποία δεν είναι δυνατή η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος

ονομάζονται «μονωτές».

Αγωγοί, για παράδειγμα, από αυτά που δοκιμάσαμε

είναι το αλουμίνιο, το ατσάλι, ο άργυρος, το ασήμι, ο γραφίτης και ο χαλκός

ενώ μονωτές είναι το γυαλί, το πλαστικό, το καουτσούκ, το ύφασμα και το ξύλο.

Τώρα μπορείτε να εξηγήσετε μερικά φαινόμενα που παρατηρούμε γύρω μας,

μερικές εφαρμογές - ή κάποιες απορίες να λύσετε όπως, για παράδειγμα,

γιατί οι πρίζες και τα φις έχουν πλαστικό περίβλημα;

Προφανώς γιατί (το πλαστικό) είναι μονωτής και δεν κινδυνεύουμε να μας χτυπήσει το ρεύμα.

Ή, γιατί τα εργαλεία που χρησιμοποιούν οι ηλεκτρολόγοι

έχουν ένα μονωτικό υλικό στη λαβή τους;

Οι λαβές είναι κατασκευασμένες από μονωτή

ώστε να μην κινδυνεύει ο ηλεκτρολόγος όταν δουλεύει με αυτά.

Επίσης, αφού μάθαμε πώς φτιάχνουμε ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα

μπορούμε να φτιάξουμε και ένα παιχνίδι,

έναν φωτεινό παντογνώστη.

Αυτό το παιχνίδι υπήρχε παλιότερα,

σήμερα δεν ξέρω αν υπάρχει, είναι όμως πάρα πολύ εύκολο και με απλά υλικά.

Θα χρειαστείτε μόνο ένα χαρτόνι. Θα πρέπει να γράψετε ερωτήσεις από τη μία στήλη,

απαντήσεις από την άλλη.

Ό,τι ερωτήσεις και απαντήσεις θέλετε εσείς -

εγώ έχω επιλέξει με θεματική της φυσικής:

τις αλλαγές κατάστασης και τι κάνουμε στη συνέχεια.

Χρησιμοποιούμε ένα καλώδιο -

δεν χρειάζεται να αγοράσουμε αυτά του εμπορίου,

μπορούμε στις άκρες που έχουμε βγάλει το πλαστικό περίβλημα να ενώσουμε δύο συνδετήρες.

Τοποθετώ τον ένα συνδετήρα στην ερώτηση

και προσέχω -στο πίσω μέρος, για να μη φαίνεται,-

να συνδέσω τη σωστή απάντηση με τον άλλο συνδετήρα.

Τήξη

είναι η μετατροπή στερεού σε υγρό.

Το ίδιο κάνω και με τις άλλες ερωτήσεις.

Πήξη:

μετατροπή υγρού σε στερεό.

Εξάτμιση ή βρασμός

είναι η μετατροπή υγρού σε αέριο.

Και, τελευταία ερώτηση,

Υγροποίηση:

η μετατροπή αερίου σε υγρό.

Αυτό είναι το πίσω μέρος και μπορείτε, αν θέλετε,

να κολλήσετε με σελοτέιπ τα καλώδια

για να μην φαίνονται και για να μην πετάνε...

Και ο Φωτεινός Παντογνώστης μας είναι έτοιμος για παιχνίδι!

Για να τον δοκιμάσουμε...

Θα χρειαστούμε ένα κύκλωμα, όπως πριν,

που το αφήνουμε ανοιχτό και δοκιμάζουμε:

Τήξη,

μετατροπή στερεού σε υγρό:

Είναι σωστή απάντηση,

αν απαντούσαμε λάθος... Για να δούμε...

δεν ανάβει.

Τήξη,

μετατροπή υγρού σε στερεό:

το λαμπάκι ανάβει

κάθε φορά που βρίσκουμε τη σωστή απάντηση - όχι στις λανθασμένες.

Μπορείτε, λοιπόν, να φτιάξετε κι εσείς, με τη φαντασία σας και τη δημιουργικότητά σας,

τους δικούς σας παντογνώστες,

στα δικά σας παιχνίδια -

με απλά υλικά, για να περάσετε δημιουργικά το χρόνο σας.

Καλή διασκέδαση!