מיועד לכיתות ח' – י"ב
בעת הביקור במוזיאון
מפגש חוויתי המותאם לתוכנית הלימודים בנושא חשמל. במפגש ניתן דגש על המושגים זרם, מתח, התנגדות, סכנת התחשמלות, מטען חשמלי והארקה.
התלמידים יחקרו את הגורמים המשפיעים על התנגדות חשמלית ויבדקו באמצעות רב מודד כיצד טמפרטורה וחוטים מחומרים שונים, בעלי עובי ואורך שונים, משפיעים על מעבר הזרם במעגל חשמלי. כמו כן, הם ישתתפו בסדנא פעילה בה יבנו מעגלים חשמליים באמצעים מיוחדים וימדדו את עוצמת הזרם במעגלים חשמליים שונים.
נושא האלקטרוסטטיקה יועבר באמצעות השתתפות התלמידים בהדגמה חוויתית סביב מכשיר הואן דה גראף.
במהלך הסיור בין מוצגי התערוכה "לאור החשמל" יפעילו התלמידים מוצגים שונים תוך שימת דגש על המושגים זרם, מתח, התנגדות, סכנת התחשמלות, מטען חשמלי והארקה.
מטרות הפעילות
- להדגים מושגים כמו מתח, זרם, התנגדות, הארקה, ולקשר בינם לבין אלקטרוסטטיקה.
- להכיר את המושג התנגדות חשמלית, לבחון גורמים המשפיעים על ההתנגדות ואת השפעת ההתנגדות.
- לקשר בין המושגים מתח, זרם, התנגדות, מוליכות והארקה לבין סכנת התחשמלות ולהכיר גורמי סיכון להתחשמלות ודרכים למניעתה.
- להכיר את הרכיבים הבסיסיים במעגל חשמלי ואת תפקודם במעגלים מסוגים שונים.
- לזהות פרמטרים שונים המשפיעים על ההתנגדות החשמלית במוליכים בכלל ובגוף האדם בפרט, ולקשר ביניהם לבין סכנת התחשמלות.
מסרים מרכזיים
- כשזרם עובר במוליך בעל התנגדות המוליך מתחמם. בטמפרטורת גבוהות הוא מתלהט ופולט אור.
- "בזבוז" אנרגיה כחום גדול יותר בחוט מוליך דק בהשוואה למוליך
עבה ועובדה זו משפיעה על בחירת החוטים המוליכים לשימושים שונים.
- התכונות "מבודד" ו"מוליך
" הן שני קצותיו של ציר רציף. מידת ההולכה של רכיב עשויה להשתנות כתלות בתנאי הסביבה (לחות האוויר), בפרמטרים חשמליים כמו מתח ובממדים: מרחק/אורך.
- יש קשר בין זרם, מתח ומוליכות/התנגדות. כאשר המתח מספיק גבוה קיימת מספיק אנרגיה שמתגברת על ההתנגדות ואז נוצר זרם.
- בתנאים מתאימים, למשל מתח גבוה ומרחק קטן בין חודים, גם חומרים מבודדים כאוויר עשויים להפוך למוליכים.
- בתנאים מתאימים מתרחשת "פריצה" דרך האוויר. הברק מייצג תופעה כזו.
- גוף האדם מוליך זרם חשמלי בגלל הרכבו: רובו עשוי תמיסה אלקטרוליטית. התנגדותו מושפעת מגורמים שונים כמו לחות העור.
- הפרדת מטענים יוצרת הפרש פוטנציאלים = מתח = הפרש באנרגיה החשמלית (האנרגיה שיש למערכת של מטענים חשמליים) בין מקומות שונים.
לפני ואחרי הביקור במוזיאון המדע
על מנת שהתלמידים יפיקו את התועלת המרבית מהפעילויות שיעברו התלמידים במוזיאון, יחזקו את החוויה ויעמיקו את הלמידה, אנו ממליצים על הכנה מוקדמת של התלמידים בכיתה וכן על קיום פעילויות בכיתה ובבית לאחר הביקור. הפעילויות יכולות להיות חלק משיעור, שיעור שלם או להתפרש על מספר שיעורים.
פעילויות בנושא אלקטרוסטטיקה
- רצף פעילויות מקוונות בנושא אלקטרוסטטיקה
- ניסוי הדלקת נורה עם בלון
- בניית בובת אלקטרוסקופ (יוחאי להוסיף קישור מהטבלה)
פעילויות בנושאים: התנגדות, זרם, מתח וסכנת התחשמלות
- רצף פעילויות בנושא מוליכות ושלבי החקר המדעי
- אנימציה אינטראקטיבית של אנלוגיה בין זרם מים לזרם חשמלי
- פעילות "גדר חשמלית" (רצף פעילויות סביב סרטון בנושאים: מעגלים חשמליים, התחשמלות, הולכה ובידוד)
- האם התחשמלתם במוזיאון? - פעילות בעקבות ביקור בתערוכת חשמל
- חשמל בבית - מצגת PowerPoint על המעגל החשמלי בבית, התחשמלות ואמצעי בטיחות.
מאמרים וחומרי רקע
- מילון מושגים בחשמל בשילוב פעילויות וחומרי רקע (להוסיף קשור)
- מאמר בנושא סכנת התחשמלות
- מאמר - חשמל סטטי וגבישים פיזיו-אלקטריים
- מאמר "נתיך זה לא סתם חוט או איך לנתק זרם חזק"
- מאמר "קיצור תולדות החשמל"
- מאמר "כימיה מחושמלת"
- מאמר "למה בכלל חשמל"
- מאמר "גם בעלי חיים משתמשים בחשמל"
- אנימציות+הסבר על המוצגים סולם יעקב וכדורים נמשכים
קישורים
פעילויות בנושא אלקטרוסטטיקה
- ניסוי יצירת ניצוצות באנגלית
- ניסוי יצירת ברקים באנגלית
- ניסוי הדלקת נורה באנגלית
פעילויות בנושא מעגל חשמלי והתחשמלות
- פעילות מקוונת בנושא מעגלים חשמליים באנגלית קלה, בתשלום
- אנימציה אינטראקטיבית +טקסט קצר על התנגדות באנגלית
- בנית ריאוסטט (נגד משתנה) באנגלית
מאמרים וחומרי רקע
- מאמר - אוסף שאלות ותשובות ושגיאות נפוצות בנושאים: סכנת התחשמלות, מטען חשמלי, זרם, מתח, התנגדות ומוליכות באנגלית
- מאמר על ברקים
- סרטונים על ברקים
קשר לתוכנית הלימודים
מתאים לתוכנית הלימודים לתחום מדעי החומר - פיזיקה: אנרגיה ואינטראקציה (חשמל).
מתאים לתוכנית מוט"ב.