Vísindaleikir

Vísindaleikir Lítil Rafmótor

🎯 Markmið verkefnis

Nemendur búa til einfaldan rafmótor og læra um samspil rafmagns og segulmagns.

🧰 Efni og áhöld

• 1 stk AA rafhlaða (1,5V)
• 1 stk sterkur segull (t.d. neodymium)
• Um 20 cm af koparvír
• Skæri eða vírklippur
• (Valfrjálst) Sandpappír ef vírinn er einangraður

🛠️ Leiðbeiningar

1. Undirbúningur vírsins: Klippið um 20 cm af koparvír. Ef vírinn er einangraður, nuddið af einangrun með sandpappír á endunum (um 1 cm).
2. Mótun vírsins: Beygið vírinn í U-laga form. Miðhlutinn á að snerta topp rafhlöðunnar (plús skaut) og endarnir að hvíla ofan á seglinum.
3. Samsetning: Festið segulinn neðst við mínus skaut rafhlöðunnar. Setjið vírinn ofan á þannig að hann snerti bæði plús og mínus skaut í einu.
4. Virkni: Vírinn byrjar að snúast – búið til einfaldan rafmótor!

🔬 Fræðileg skýring

Þegar rafstraumur fer um vírinn myndast segulsvið sem verkar með segulnum og skapar hreyfingu – þetta er grundvallarhugtak í rafmótorum.

⚠️ Öryggisráðstafanir

• Passið að rafhlaðan ofhitni ekki – þetta er aðeins til stuttra prófana.
• Fylgist með því að börnin meðhöndli rafhlöðu og segla með varúð.

Leiðbeiningar fyrir kennara:

• Mótaðu koparvírinn í hjartalaga spíral eða lykkju þannig að hann geti staðið á rafhlöðunni með tveimur punktum.
• Miðhluti vírsins (neðsti hlutinn) þarf að snerta plús skaut rafhlöðunnar (efst á rafhlöðunni).
• Báðir endar vírsins eiga að ná niður og hvíla létt ofan á seglinum sem liggur við mínusenda rafhlöðunnar.
• Ef allt er rétt tengt, mun vírinn byrja að snúast – og þannig er búið að búa til einfaldan rafmótor!
• Til viðbótar er hægt að sýna myndband þar sem kennari útskýrir hvernig þetta er gert skref fyrir skref.

🎥 Myndbands af tilraun með kennara

Smelltu hér til að hala niður myndbandinu:

Hér má sjá myndband sem sýnir hvað gerist í tilrauninni. Þar sem mismunandi vafrar styðja ekki öll myndbandssnið eins, þá eru tvær útgáfur af sama myndbandinu hér fyrir neðan. Ef annað þeirra virkar ekki, prófaðu hitt.

🔬 Vísindaleikur 2 – Áhrif riðstraums og segulsviðs

Tilraun

Tilraunin sýnir hvernig riðstraumur (AC) í spólu getur myndað segulsvið sem hefur áhrif á nálæga málmhluti.

🎯 Markmið

Nemendur fylgjast með hvernig segulsvið myndast við rafmagn og hvernig það hefur áhrif á málma. Þeir fá innsýn í hvernig spennir og spóla virka saman og sjá bylgjuhreyfingar í málmum vegna segulsviðs.

🧰 Efni og tæki

• Einangraður spennir (til að tryggja öryggi)
• Riðstraumur (t.d. 110 V AC)
• Spólur (vafðar vírlykkjur)
• Málmplötur eða járnflísar
• Hrein og slétt yfirborð

🛠️ Framkvæmd skref fyrir skref

1. Leggið spóluna á hreint borð og dreifið járnflísum yfir hana.
2. Tryggið öryggi með einangruðum spennir og gætið að spennan sé viðunandi.
3. Tengið strauminn og fylgist með hreyfingu málmflísanna.
4. Prófið mismunandi samsetningar og fylgist með hvernig mynstrin breytast.

💡 Hvað er að gerast?

Þegar riðstraumur fer um spóluna myndast sveiflukennt segulsvið í kringum hana. Þetta svið hefur áhrif á nálæga málma og hreyfir þá. Hreyfingin sýnir hvernig segulsviðið flæðir í hring í kringum vírana.

⚠️ Öryggisatriði

• Notið alltaf einangraðan spennir – aldrei tengja beint við vegg.
• Tilraunin skal fara fram undir eftirliti kennara.
• Rafmagn á aðeins að vera tengt í mjög stutta stund í senn.

Vísindaleikur 3 – Rafmagnaðir hlutir

Athugið: Tilraunir með stöðurafmagn virka best í þurru lofti, t.d. þegar það er frost eða þurra veðrátta. Hlutur getur haldið rafhleðslu í mislangan tíma eftir aðstæðum.

💬 Umræður og spurningar til barna

• Hvað er rafmagn?
• Er rafmagn hér inni?
• Hvað gerir rafmagn?
• Er rafmagn hættulegt?
• Getum við búið til rafmagn?
• Hvernig getum við búið það til?

🛑 Í upphafi og lok stundarinnar skal árétta að mikil rafmagnsorka er hættuleg, en það rafmagn sem við búum sjálf til í þessum leik er lítið og skaðlaust. Það er mikilvægt að útskýra muninn á „miklu“ og „litlu“ rafmagni.

🎯 Meginmarkmið

• Börnin læri að sum efni verða rafmögnuð þegar þau eru nudduð saman.
• Börnin skilji að rafmagn hefur áhrif á hluti úr sumum efnum en ekki öðrum.
• Börnin fái innsýn í hvernig stöðurafmagn virkar með einföldum tilraunum.

🔍 Áherslur í leiknum

• Börnin fá að gera hluti rafmagnaða og prófa hvaða efni virka best.
• Börnin tjá sína upplifun og skilning á því sem þau sjá og finna.

🧪 Dæmi um verkefni

• Nudda blöðru með hári, ullartrefli, flísefni, bómull eða silki og skoða áhrifin.
• Festa rafmagnaða blöðru við vegg – virkar það með öllum efnum?
• Nudda greiðu og skoða hvort hún dregur að sér pappírssnepla.
• Rafmagna svampþynnur og prófa að láta þær hreyfa pappír.
• Ber saman hvaða efni rafmagna hluti best – t.d. reglustiku, greiðu, pennar, trékubbar.
• Börnin lýsa upplifun sinni – bæði úr leiknum og daglegu lífi.

🧰 Nauðsynleg tæki og efniviður

• Litlar kúlur úr frauðplasti, pappírssneplar.
• Blöðrur, áldósir, greiður, svampar, plexíglerplata.
• Efni til nuddunar: ull, silki, flís, plast, bómull, leður, nælon.
• Verkfæri: reglustika, greiða, pennar, trékubbar.
• Plexígler – t.d. hægt að fá í verslun eins og Akron.