21 Ιουνίου 2009

Ηλεκτρογεννήτρια - Ηλεκτροκινητήρας

Τι μπορείς να κάνεις, αν έχεις δύο ηλεκτρογεννήτριες στην ΣΤ΄; Πολλά και ενδιαφέροντα. Ας αρχίσουμε.


Καταρχάς, τα παιδιά μπορούν να δουν τη δομή μιας ηλεκτρογεννήτριας. Οι φωτογραφίες του δυναμό στο σχολικό βιβλίο δεν επαρκούν για να κατανοήσουν οι μαθητές τις αρχές και τον τρόπο λειτουργίας της.


Δεύτερον, περιστρέφοντάς την τα παιδιά βλέπουν την παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος.

Τρίτον, τα παιδιά δοκιμάζουν να την περιστρέψουν με το λαμπάκι και χωρίς. Διαπιστώνουν πως στην πρώτη περίπτωση η περιστροφή είναι δυσκολότερη. Μέσα από συζήτηση είναι δυνατόν οι μαθητές να διαπιστώσουν πως στην πρώτη περίπτωση δυσκολευόμαστε περισσότερο επειδή τώρα μέρος της ενέργειας που δίνουμε στο σύστημα μετατρέπεται σε ηλεκτρική και κινητική ενέργεια, ενώ στη δεύτερη περίπτωση η ενέργεια που δίνουμε μετατρέπεται μόνο σε κινητική.


Στη συνέχεια, συνδέουμε μια μπαταρία όπως φαίνεται στη φωτογραφία και οι μαθητές ανακαλύπτουν τον ηλεκτροκινητήρα. Οι μαθητές μου με ρώτησαν τι θα γίνει αν αντιστρέψουμε τη σύνδεση των καλωδίων. Διαπίστωσαν τότε πως ο ηλεκτροκινητήρας περιστρέφεται προς την άλλη μεριά!


Στην παραπάνω εικόνα περιστρέφουμε την ηλεκτρογεννήτρια και το ρεύμα που παράγεται περιστρέφει τον ηλεκτροκινητήρα. Ουσιαστικά μ’ αυτήν τη δραστηριότητα και την προηγούμενη οι μαθητές διαπιστώνουν πως ο ηλεκτροκινητήρας και η ηλεκτρογεννήτρια είναι το ίδιο πράγμα. Αυτό που αλλάζει είναι η ροή ενέργειας. Στην ηλεκτρογεννήτρια δίνουμε μηχανική ενέργεια και μετατρέπεται σε ηλεκτρική, ενώ στον ηλεκτροκινητήρα γίνεται το αντίστροφο.


Κάποιο παιδί στη συνέχεια με ρώτησε τι θα γίνει αν συνδέσουμε και το λαμπάκι και τον ηλεκτροκινητήρα. Όπως μάντεψαν σωστά, θα ανάψει το λαμπάκι και θα κινηθεί ο ηλεκτροκινητήρας, μόνο που αυτή τη φορά η περιστροφή της ηλεκτρογεννήτριας θα είναι ακόμα πιο δύσκολη.


Τέλος, οι μαθητές θέλησαν να βάλουν στο παιχνίδι και το λαμπάκι της ηλεκτρογεννήτριας. Αυτή τη φορά δεν άναψε κανένα λαμπάκι ούτε κινήθηκε ο ηλεκτροκινητήρας. Το γνωστό σε όλους μας μπλακάουτ.

Μειονεκτήματα της συγκεκριμένης διδασκαλίας; Μα φυσικά το ότι δεν είχαν οι μαθητές μπροστά τους μια δική τους ηλεκτρογεννήτρια και έναν ηλεκτροκινητήρα. Για να το λύσω αναγκαζόμουν να σηκώνω έναν έναν μαθητή στην έδρα προκειμένου να εκτελέσει τις δραστηριότητες ο ίδιος. Βεβαίως, αυτό δεν έλυσε οριστικά το πρόβλημα. Χρήσιμο θα ήταν τα παιδιά να έκαναν μόνα τους τις διάφορες συνδέσεις, κάτι που δυστυχώς ήταν αδύνατο να γίνει.

Επίσης άλλο μειονέκτημα της παρούσας διδασκαλίας ήταν ότι έλειπε από τη συζήτηση η θερμότητα. Θα παρακαλούσα φίλους εκπαιδευτικούς να βοηθήσουν στο συγκεκριμένο θέμα ή να σχολιάσουν ό,τι άλλο θέλουν.

10 σχόλια:

as eon είπε...

Τα μειονεκτήματα που επισημαίνεις φαντάζομαι ότι αντισταθμίστηκαν από κάποιους μαθητές οι οποίοι, όταν γύρισαν στα σπίτια τους, «χάλασαν» παιχνίδια τους για να μιμηθούν το πείραμα.
Το κέφι στη διδασκαλία αποδεικνύει ότι δεν είναι δύσκολη η φυσική, αλλά η μέθοδος διδασκαλίας είναι ξεπερασμένη. Πώς να διδάξεις με όρους 19ου αι. σε παιδιά του 21ου.
Ευτυχώς (;) στη δευτεροβάθμια υπάρχουν επαρκώς εξοπλισμένα εργαστήρια φυσικής και χημείας.

Odysseas είπε...

Υπάρχουν; Στα γύρω γυμνάσια από το σχολείο που διδάσκω δεν μπορώ να πω ότι γίνονται και πολλά πειράματα. Το αντίθετο θα έλεγα.

as eon είπε...

Δεν ξέρω λεπτομέρειες, αλλά τα τελευταία χρόνια δόθηκαν αρκετά χρήματα για τη δημιουργία και τη λειτουργία εργαστηρίων. Μάλιστα σε κάθε νομό υπάρχουν και Εργαστηριακά Κέντρα Φυσικών Επιστημών (ΕΚΦΕ). Δες τον κατάλογο τους στο http://www.e-yliko.gr/htmls/fys_epis/ekfe.aspx
Στην Πάτρα, στεγάζεται στο 13ο Γ/σιο Πατρών, Αυστραλίας 62, Έξω Αγιά.

Κάποια από τα ΕΚΦΕ έχουν πλούσια δράση, όπως αυτό του Κιλκίς όπου υπεύθυνος είναι ο Β. Κολτσάκης. Δες το δικτυακό τόπο του Εργαστηριακού Κέντρου Φυσικών Επιστημών του Νομού Κιλκίς http://ekfe.kil.sch.gr/

Τι συμβαίνει σε κάθε σχολείο, έχει ενδιαφέρον. Πάντως, από ότι ξέρω υπάρχει υπεύθυνος εργαστηρίου φυσικής που έχει μειωμένο ωράριο κατά 3 ώρες την εβδομάδα, για να προετοιμάζει πειράματα κλπ και να φροντίζει το εργαστήριο.

Ενδιαφέρον θέμα.

N. είπε...

Αγαπητέ Odysseas, από τις φωτό βλέπω ότι χρησιμοποίησες μια έτοιμη διάταξη του εμπορίου (μμμ, οδοντωτοί τροχοί και γρανάζια…). Τα πράματα θα ήταν πιθανόν απλούστερα αν αγόραζες από κάποιο κατάστημα ηλεκτρονικών κινητηράκια DC σαν αυτά που υπάρχουν στα αυτοκινητάκια με μπαταρία (μια καλή ιδέα είναι φτηνά αυτοκινητάκια από το κατάστημα Jumbo, αποσυναρμολόγηση στην τάξη και χρήση του κινητήρα). Έτσι, θα μπορούσες να έχεις δυο σε κάθε θρανίο ή ομάδα παιδιών. Συνδέοντας τα με την κατάλληλη μπαταρία, λ.χ. των 4,5 V, περιστρέφεται ο ρότορας(=κινητήρας)-κολλώντας του εξωτερικά μια κόκκινη κλωστή φαίνεται καλύτερα. Από την άλλη, περιστρέφοντας με το χέρι το ρότορα μπορεί να ανάψει (τουλάχιστον)ένα λαμπάκι φακού των 1,6 V (= γεννήτρια)συνδεμένο στους ακροδέκτες. Ποικίλες παραλλαγές οι εμπειρίες με τη συσκευή των φωτό, ως πειράματα επίδειξης.

Odysseas είπε...

Σ' ευχαριστώ για τις ιδέες, N. Γνωρίζεις αν θα μπορούσαμε να φτιάξουμε μια ηλεκτρογεννήτρια στο σχολείο με τους μαθητές;

N. είπε...

Odyssea, προς απάντηση μόλις ανέβασα ένα βιντεοκλιπ στο Διδάσκοντας Φυσικές Επιστήμες.
Την ίδια δουλειά κάνει και το πηνίο στο βιντεοκλιπ how-to-build-a-simple-electric-motor που υπάρχει στο Διδάσκοντας Φυσικές Επιστήμες, αρκεί να περιστρέψεις το πηνίο με το χέρι και να έχεις συνδέσει στους ακροδέκτες του ένα πολύμετρο στην κλίμακα mV ή ένα γαλβανόμετρο μηδενός ( μια και δεν μπορεί να ανάψει λάμπάκι ή led).

Odysseas είπε...

Σ' ευχαριστώ, Ν.

sterzidi είπε...

Ένα πολύ ενδιαφέρον βίντεο...
http://www.youtube.com/watch?v=it_Z7NdKgmY

Odysseas είπε...

Σ' ευχαριστώ, sterzidi. Αυτό και ένα άλλο βίντεο για την κατασκευή ηλεκτρογεννήτριας υπάρχει στο Διδάσκοντας Φυσικές Επιστήμες.

thanos είπε...

ΕΓΩ ΘΑ ΗΘΕΛΑ ΑΠΛΑ ΝΑ ΡΩΤΗΣΩ ΚΑΙ ΜΕ ΑΥΤΟ ΤΟΝ ΤΡΟΠΟ ΝΑ ΤΟΝΙΣΟ ΓΙΑ ΠΟΙΟΝ ΑΚΡΙΒΩΣ ΛΟΓΟ ΤΟ ΙΔΙΟ ΤΟ ΚΡΑΤΟΣ ΤΕΛΙΚΑ ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΙ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΕΝΑΝ ΚΟΙΝΟ ΑΝΘΡΟΠΩ-ΠΟΛΙΤΗ.
ΕΙΝΑΙ ΤΟΣΟ ΑΠΛΟ ΟΣΟ ΚΑΙ ΠΟΛΥΠΛΟΚΟ ΑΛΛΑ ΚΑΤΑ ΒΑΣΗ ΑΠΛΟ ΝΑ ΚΑΤΑΦΕΡΗ ΚΑΠΟΙΟΣ ΝΑ ΠΑΡΑΓΕΙ ΟΣΟ ΡΕΥΜΑ ΘΕΛΕΙ ΧΩΡΙΣ ΠΑΓΙΑ ΕΞΟΔΑ ΣΕ ΠΕΤΡΕΛΑΙΑ ΒΕΝΖΙΝΕΣ Η ΚΑΙ ΡΕΥΜΑ ΑΚΟΜΑ.
ΜΕ ΠΟΙΟΝ ΤΡΟΠΟ....ΑΠΛΑ ΜΕ ΤΗΝ ΔΥΝΑΜΗ ΤΩΝ ΜΑΓΝΗΤΩΝ.
ΠΡΟΚΑΛΩ ΛΟΙΠΟΝ ΝΑ ΜΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙ ΚΑΠΟΙΟΣ ΓΙΑΤΙ ΤΕΛΙΚΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΞΑΡΤΟΜΑΣΤΕ ΑΠΟ ΤΟ ΚΡΑΤΟΣ ΚΑΙ ΑΠΟ ΑΥΤΑ ΠΟΥ ΜΑΣ ΠΑΡΕΧΕΙ ΠΛΗΡΩΝΟΝΤΑΣ ΠΑΝΤΑ ΜΕ ΠΟΛΛΑ ΠΑΡΑΠΑΝΩ ΤΟ ΧΑΡΑΤΣΙ ΠΟΥ ΑΥΤΟΙ ΘΕΛΟΥΝ.