Zooma in på fysik 7–9

Centralt innehåll

Kapitlet handlar om:

• serie- och parallellkoppling av batterier och motstånd
• elektrisk effekt
• elenergi och priset på elenergi
• elapparater i våra hem. 

Undervisningstips och tilläggsinformation

I boken finns rutor som förklarar formler för uträkningar inom fysiken. I början av lärarmaterialet till kapitel 1 finns ett dokument med bokens alla formler samlade. I dokumentet finns även några tilläggsuppgifter att räkna.

s. 33 Koppla lampor i en strömkrets

Kopplingen är rätt gjord om lamporna är parallellkopplade, och strömbrytaren är kopplad i serie endast med den andra lampan. Eftersom eleverna ännu inte fått en teoretisk grund för att klara experimentet är tanken att de ska pröva sig fram och med handledning också klara av det.

s. 35 Batterier parallellt och i serie

Vid seriekoppling av batterier ökar den totala spänningen. Mätresultatet borde överensstämma med beräkningarna även om batteriernas spänning kan variera. Vid parallellkoppling kan batteriet med högre spänning urladdas i batteriet med lägre spänning. Därför är det bra att använda identiska batterier med nästan lika stor spänning.

s. 40 Motstånd på rad

I det här experimentet får eleverna öva på att både beräkna, koppla och mäta. Experimentet kan utvecklas så att det har olika svårighetsnivåer beroende på valet av motstånd.

Nivå 1: Använd motstånd på 100 ohm och 100 ohm. 
Nivå 2: Använd motstånd på 470 ohm + 470 ohm.
Nivå 3: Använd motstånd på 100 ohm + 1 kilo-ohm.
Nivå 4: Använd motstånd på 100 ohm + 470 ohm + 220 ohm.

De intresserade eleverna kan uppmuntras till att fundera på ett pythonprogram som räknar ut den totala resistansen på serie- och parallellkopplade motstånd som matas in i programmet.

Illustrationerna till experimentet finns även i bilagan. 

Pdf-dokument att skriva ut.

s. 41 Glödlampor parallellt och i serie

När lampor seriekopplas ökar den totala resistansen vilket leder till att strömstyrkan minskar. Detta bekräftas av multimeterns utslag.

När lamporna parallellkopplas kommer strömstyrkan att öka för varje lampa som kopplas in. Experimentet illustrerar sambandet mellan resistansen och strömstyrkan i en krets samt vilken inverkan serie- och parallellkopplade lampor (motstånd) har i en krets.

Illustrationen till experimentet finns även i bilagan. 

Pdf-dokument att skriva ut.

s. 42 Den effektiva tråden

Det kan vara på sin plats att läraren testar utrustningen på förhand och kontrollerar en lämplig spänning som ska användas. Motståndstrådens resistans är liten och minskar när krokodilklämmorna förs närmare varandra. Strömstyrkan genom tråden kommer därför att vara stor. Motståndstråden omvandlar den elektriska energin till värmeenergi och börjar glöda. Var försiktig för att undvika kortslutning och brännskador.

Illustrationen till experimentet finns även i bilagan.

Pdf-dokument att skriva ut.

s. 44 Datorfläkten

Datorfläktar kan ha flera än två kablar men oftast är det den svarta och röda tråden som kopplas till strömkällan. Strömstyrkan ökar vartefter att spänningen höjs. Följaktligen ökar också effekten. Detta kan likställas med de olika effektlägen hos dammsugare och hårtorkar. En större effekt innebär också en större energiomvandling. Att bromsa fläkten med fingret kan likställas med en dammig fläkt som inte snurrar lika bra längre. Strömstyrkan genom motorns spolar kommer att öka vilket kan leda till att motorns maximala strömstyrka överskrids. Detta kan förkorta fläktens livslängd.

Illustrationen till experimentet finns även i bilagan.

Pdf-dokument att skriva ut.

s. 47 Experimentera hemma: Vad kostar det?

Experimentet kan utvecklas så att även elöverföringen, skatterna och andra avgifter i elräkningen beaktas. Eleverna kan också uppmuntras till att undersöka olika elbolags energipriser och att använda dem i sina beräkningar. 

Tilläggsexperiment till kapitel 2

Alternativt experiment till experimentet på sidan 47

Använd tråd från stålull som säkring i en elkrets med strömkälla, amperemätare och glödlampa. Höj spänningen och avläs amperemätaren tills lampan slocknar. Hur stor var säkringen? Var försiktig att inte överskrida den maximala strömstyrkan som glödlampan, mätaren eller strömkällan tål. 

Tilläggsuppgift till kapitel 2

Ämnesöverskridande tilläggsuppgift

Jämför kostnaderna mellan en 40 watts glödlampa (0,69 €) 
och en lika starkt lysande 5 watts LED-lampa. 

Alternativ 1 

Bilda en linjär ekvation y = kx + b för vardera lampan 
där priset y är en funktion av använda timmar x. 
Konstanttermen b står för lampans pris 
och riktningskoefficienten k står för kostnaden per timme. 
Grovt uppskattat kostar en LED-lampa 10 gånger så mycket som en glödlampa, 
men håller 10 gånger så lång tid och förbrukar enbart 1/8 av den energi som en glödlampa behöver. 
Rita linjerna i t.ex. GeoGebra och undersök linjernas skärningspunkt. 
I vilket skede har den dyrare LED-lampan betalat sig tillbaka?

Alternativ 2 

Gör en tabell med timmar x och kostnad y. 
Räkna ut några talpar och pricka in punkterna i koordinatsystemet. 
Rita en linje genom punkterna. 
I vilket skede har den dyrare LED lampan betalat sig tillbaka?

Bildanalysfrågor

Här finns frågor som förslag till ganska fri bildanalys. Du kan använda frågeorden på pärmen, välja bland frågorna här under eller formulera helt egna frågor och funderingar.

s. 32 Inledningsbilden

Hur många apparater på bilden fungerar med elektricitet?
Fundera hur många apparater du använder varje dag som behöver elektricitet.
Tänk dig att vi skulle ha ett elavbrott som varar en hel vecka. Vilka problem får vi då?
Hur kunde vi göra för att inte råka ut för dessa problem?
Saknar du någon apparat som du önskar skulle fungera med el men som inte ännu gör det?
Varför är det bra att ta ur telefonladdaren från väggkontakten när du inte laddar den?

s. 36 Batterisortering

Varför har personen plasthandskar på sig när hen sorterar använda batterier?
Hur många olika sorters batterier känner du till?
Var lägger du använda batterier?
Brukar du tejpa över polerna i 9V batterier innan du för bort dem till batteriinsamling?

s. 49 och 51 Stickkontakterna

Har du sett liknande stickkontakter?
Ge ett exempel på en apparat som har en skyddsjordad stickkontakt och ett exempel på en som har en skyddsisolerad sådan.

Facit till räkneuppgifter

s. 38

1. 

600 ohm

2. 

16 ohm

s. 40

4 ohm

s. 43

1 150 W

s. 46

1. 

2,34 kW

2. 

0,468 €

Facit till uppgifter på sidorna 52–53

1. 
A) Lampserien i fönstret och taklampan: ljus och värme.
Mixern: rörelse och ljud.
Ugnen: värme och ljus.
Kaffekokaren, brödrosten, lödkolven och spisen: värme.
Hushållsassistenten: rörelse.

2. 
A) Då du kopplar till exempel lampor eller batterier efter varandra i samma serie. Lamporna eller batterierna bildar en och samma loop. 
B) Då du kopplar lampor eller batterier till varandra så att de alla bildar olika loopar. Om du har tre lampor skall du ha tre loopar. 

3. 
A) Motstånd mot elströmmen
B) En säkring är en komponent vars uppgift är att bryta strömmen om för mycket ström flödar i kretsen.

4. 
A) 300 ohm
B) 150 ohm

5. 
A) T.ex. en eltandborste, en bilbana eller radiostyrda bilar.
B) T.ex. en elvisp, en telefonladdare eller bordslampor.
C) T.ex. en brödrost, en diskmaskin eller ett kylskåp.

6. 
2 300 W

7. 
0,0858 €

Ordförklaringar

• Ackumulator
• Effekt
• Kapacitet
• Klenspänning
• Knappbatteri
• Kortslutning 
• Nätspänning 
• Parallellkoppling
• Seriekoppling
• Säkring

Pdf-dokument att skriva ut. Kontrollera inställningarna på din skrivare så att korten skrivs ut rätt. Ordet ska finnas på kortets ena sida och förklaringen på andra sidan.