newton.no · web viewi norge er det aller vanligst med vann i bevegelse til å drive turbinen, mens...

Oversikt og ”manus” dag 1

Kort oversikt over dagene:

1. Innledning til dagen

- kort innføring i prosjektet (story)

- kort om IEA og OECD

- dilemmaene

- kompetansemål

- info om ungdomsråd – grupper - ansvarsområder

2. Innledning energi. Ses i sammenheng med

3. Kulebaneaktivitet. Grubletegninger, praktisk gjennomføring, diskusjon i plenum,

læringsportal

4. Induksjonsforsøk. Elevene tester ut, samtale i plenum, ny testrunde, samtale i plenum,

læringsportal

5. Produksjon av elektrisk energi fra vann, vind og fossilt.

Stirlingmotor som ekstraaktivitet

Etter testing og pilotering vurderes det om det er tid til å gå ut i utstilling.

Da kan oppgaven være at gruppene skal innhente informasjon som gir dem større innsikt i å

diskutere hvilke miljøeffekter som følger med ulike måter å produsere energi på. Gruppene har fokus

på utnyttelse av den energien de arbeider med. Dvs. to grupper har vannkraft-fokus, to vindkraft-

fokus og en fossilt brensel.

SCENARIO!

Lyssetting i rommet:

Bruk PowerPointen Energi_dag1. Aktuelt ark står markert i teksten.

Manus – Manus – Dag 1 – Energi på Oljemuseet

1

1.0 Innledning til dagen - story

ARK 1 – illustrasjon som viser ungdomsråd-fem fokusland-roller

Velkommen til Norsk Oljemuseum!

Dere er et ungdomsråd, invitert hit i forbindelse med prosjektet Energi til evig tid. Dere har fokus på

hvert deres land; Danmark, Norge, Frankrike, Iran og Polen, og har innhentet informasjon om disse

på forhånd . For enkelthets skyld kaller vi gruppene med landnavn fra nå av. Dere skal arbeide her på

Oljemuseet i to dager. Hver gruppe har sin arbeidsstasjon. Her finner dere bl.a. en datamaskin som

dere skal jobbe på underveis, og også to ipader. Dere finner en del informasjon på Læringsportalen

(på maskinen), og rapporten skal skrives her. Før vi starter opp skal jeg si litt om bakgrunnen for

prosjektet.

Fire av dere (landene) er medlemmer i OECD (Organisation for Economic Cooperation and

Development). ARK 2 – om OECD. OECD arbeider for å fremme økonomisk vekst i sine 34

medlemsland (per 2013), og også for å fremme handel mellom medlemslandene. ARK 3 – om IEA

Det internasjonale energibyrået IEA ble grunnlagt som et samarbeid mellom OECD landene etter

oljekrisa i 1973/74. IEA er en selvstendig organisasjon som arbeider for å sikre pålitelig, rimelig og ren

energi for sine 28 medlemsland og andre. IEAs fire viktigste satsningsområder er: energisikkerhet,

økonomisk utvikling, miljøbevissthet og engasjement over hele verden. Siden starten har IEA jobbet

med en rekke forskningsprosjekter knyttet til energi. Disse prosjektene er også åpne for land som

ikke er medlemmer. Slik som Iran som er et av fokuslandene i ungdomsrådet her.

Energi og klima er kanskje vår tids viktigste utfordring. Antallet mennesker i verden øker stadig, og

dette fører til at vi trenger mer energi. Mer energi kan bety økte utslipp av klimagasser. Det er flere

dilemmaer knyttet til klima og energiforbruk.

- Klima eller velstand? (ARK 4 – bilder av velstand. Måltid, shopping (sex og singelliv),

trafikkbilde, ferie…)

- Klima eller miljø? (ARK 5 – bilder av røyk fra piper,

- Klima eller olje? (ARK 6 – biler, fly, plastprodukter, oljeplattform)


2

Newton-lærer kan vurdere å ha en dialog med elevene allerede her. ”Klima eller velstand?” Er det et

dilemma?... Hva tenker dere om det? … (det kan være en mulighet å bruke Extreme Collaboration for

å samle innspill). Vurderes i forhold til tid.

IEA, OECD og andre arbeider med å finne løsninger på disse dilemmaene. Dette er et arbeid dere

(dagens ungdommer) vil fortsette på etter hvert. Uansett hva dere skal arbeide med som voksne, om

det er som ingeniør, hydrolog, helsearbeider, frisør osv. er det viktig at dere har kunnskap om energi,

energiproduksjon, og også har kjennskap til disse dilemmaene. Slik kan dere bidra, enten gjennom å

arbeide med utvikling av gode løsninger, eller gjennom å ta gode valg som samfunnsborgere. I løpet

av de to dagene dere skal være her, skal dere arbeide med praktiske oppgaver, diskutere i grupper og

fellesskap, og også skrive rapporten som skal leveres inn.

I løpet av de to dagene her, er det fokus på at dere skal kunne: (ARK 7 – mål for

dagen/kompetansemålene)

- forklare hvordan vi kan produsere elektrisk energi fra fornybare og ikke-fornybare energikilder, og

diskutere hvilke miljøeffekter som følger med ulike måter å produsere energi på.

- forklare hvordan råolje og naturgass er blitt til

I morgen før dere drar, skal hver enkelt gruppe sende inn de siste svarene som blir en del av en

samlet rapport fra ungdomsrådet. ARK 8 – gruppedelene – Selv om gruppene har fokus på hvert sitt

land, utgjør dere samlet ett ungdomsråd. Dere skal konkurrere mot andre ungdomsråd. IEA ønsker

selvsagt at alle skal jobbe så bra som mulig, og for at de skal kunne avgjøre hvilket ungdomsråd som

er det beste, er det laget et rapportsystem som måler besvarelsene deres. Alle spørsmål og oppgaver

skal fylles inn i Læringsportalen. ARK 9 – læringsportal. Den finner dere på maskinen som er i

arbeidsstasjonene deres.

De ulike spørsmålene vil gi ulikt antall poeng. Det ungdomsrådet som får høyest poengsum er

vinnerrådet! Hvert spørsmål belønnes med en forholdsvis høy poengsum. Derfor vil mye kunne

endre seg underveis, og det vil ikke være lurt å ta lett på spørsmålene.

Vi vet jo at mange jobber bedre under press så derfor tror vi det vil være bra for ungdomsrådet

dersom alle gruppene leverer best mulig resultat… Derfor har vi også lagt opp til en liten intern

konkurranse mellom dere… Vi ser på poengsummene etter i dag, og også til slutt i morgen.


3

Har alle med seg passordene til portalen? Hvis ikke kan Newton-lærer finne disse på nettet etterpå.

_ _ _

Har dere jobbet i prosjekt tidligere? Har dere pleid å fordele arbeidsoppgaver da? Det er vanlig at de

som er med i prosjekt har ulike oppgaver. Det er viktig for å jobbe effektivt. Og i dette prosjektet er

dere delt inn i fem ulike ansvarsområder. ARK 10 – ansvarsområder. Vi tar en kort gjennomgang av

hvilket ansvar som tilhører de ulike. ARK 11 – ansvarsområder beskrivelse.

Gruppeleder har ansvaret for at arbeidsoppgaver blir fordelt innad i gruppa, slik at alle på

gruppa bidrar.

Materialansvarlig har et overordnet ansvar for at gruppa får hentet aktuelt utstyr til

aktivitetene, at alt ryddes på plass etter bruk, og at alt utstyret er i orden og inntakt.

Tidsansvarlig har ansvaret for at gruppa overholder tidsfrister.

Informasjonsansvarlig har overordnet ansvar for at laget fyller ut og sender inn rapporten

(husk å trykke lagre-knappen).

Sikkerhetsansvarlig har ansvaret for at laget overholder sikkerhetskrav. F.eks. at vernebriller

og hansker brukes der det er påkrevd.

Det kan vurderes om det skal være en leder for ungdomsrådet. Denne kan kanskje være tillitsvalgt i

klassen?

MERK: Det er viktig å presisere at alle skal være med på alle oppgavene, men det er en som er

ansvarlig for å følge dette opp.

Dette står også skrevet på oppdragsarkene. På navneskiltene skal dere hake av for deres

ansvarsområder.

Oppdragskortene ser slik ut. ARK 12 – oppdragsark. Her står det skrevet hva oppdraget går ut på,

ansvarsområder og noen spørsmål dere kan tenke på underveis.

I dag skal dere løse tre oppdrag. Disse omhandler energioverføring, elektrisk energi av fornybare og

ikke-fornybare energikilder.

Kulebane


4

Generere elektrisk energi ved hjelp av magneter og spole

Utnyttelse av energi til produksjon av elektrisk energi


5

2.0 Innledning energi

Nå er vi klare til å starte!

Hva er energi? Fyre av filmbokskanonen (for å vekke elevene). Er dette energi? ARK 13 -

energi

Linke eksempler på energi(kilder) til de landene som er til stede. F.eks. Vann – Norge, vind – Danmark,

kull – Polen etc.

Viktige poenger under gjennomgangen i forbindelse med 1. oppdrag:

Målet er å få elevene delaktige med innspill. Hva som tas med før og hva som er best å ta etter aktiviteten må testes. Det kan være en god måte veksle mellom teori og praksis. Noe faglig gjennomgang, praktisk økt, for så faglig økt igjen.

Hva er energi?

En mulighet er å bruke Extreme Collaboration her. Elevene/gruppene kan sende inn det de tenker om energi.

1. Hva er energi?

Energi er det som gjør det mulig å utføre arbeid, det som kan få noe til å skje.

Jo mer energi som er tilgjengelig, jo mer arbeid kan utføres.

Eksempler:

Mat som gir energi til musklene.

Elektrisitet gir energi til motoren, PC’en, lyspæra, mobiltelefonen.

2. Hva er energikilder? ARK 14

3. To hovedformer for energi:

- Stillingsenergi

- Bevegelsesenergi

Newton-lærer holder en basketball oppe i en viss høyde. Har denne ballen energi? Den har

stillingsenergi, og den kan, om vi slipper den, utføre et arbeid.

Hva er det som gjør at denne har en stillingsenergi (tyngdefeltet)?

Her er en lett ball. Også den har stillingsenergi.

Hvilken ball har størst stillingsenergi (kan utføre mest arbeid), den tunge eller den lette? (tunge)

Når har ballen størst stillingsenergi, når jeg holder den høyt eller lavt? (høyt)


6

Oppsummer: Hvilke faktorer spiller inn på hvor mye stillingsenergi ballen har? (Høyden, massen

og tyngdeakselerasjonen)

Når vi slipper ballen, omdannes stillingsenergien til bevegelsesenergi.

Hva tenker dere kan ha noe å si for bevegelsesenergien? Tror dere massen har betydning? Enn

farten?

4. Energiloven

Viktig å demonstrere og snakke med elevene. Energi kan ikke oppstå av ingenting, men kun

omdannes fra en form til en annen. ARK 15 - energiloven

Stillingsenergi omdannes til bevegelsesenergi.

La oss slippe ballen og se hva som skjer:

- Stillingsenergi omdannes til bevegelsesenergi

- Ved bakken er all stillingsenergi omdannet til bevegelsesenergi

- Når ballen spretter, så omdannes bevegelsesenergien til stillingsenergi igjen.

Hvorfor spretter den ikke like høyt som fra der vi slapp den? Dersom ballen spratt høyere enn fra

der vi slapp den, så ville den ha mottatt energi. Dersom den ikke spretter like høyt har den mistet

energi.

5. Det vil alltid være tap av energi til omgivelsene

Dersom ballene slippes samtidig, vil begge tape energi.

Hvilken ball taper mest energi, den store eller den lille?

Hvor blir det av energien? (varme, risting i gulvet, lyd, deformering av ballen).

Energi vil aldri forsvinne, men kun overføres fra en form til en annen, som oftest med noe

tap til omgivelsene i form av varmeenergi.

6. Overføring av energi - stor og liten ball

Hva vil skje om vi slipper ballene sammen (den ene over den andre)?

La elevene gjette, deretter demonstrer Newton-lærer.

7. Overføring av energi – lett og tung ball

Slipper en lett og en tung ball sammen (sprettball og bordtennisball). Den tunge ballen overfører

energi til den lette ballen.


7

Mulig snakkekonsept som kan ses i sammenheng med punktene 2 - 6 : - Se på denne basketballen.

Jeg hviler den i hånden min og kjenner tyngdekraften presse den mot golvet. Jeg utfører et arbeid og

skyver ballen opp mot taket. På den måten øker jeg ballens stillingsenergi. Jeg gjør et større arbeid,

løfter ballen høyere opp og den får mer stillingsenergi. Jeg har tenkt å slippe ballen ned på bordet.

Hva vil skje da? Hvor høyt tror dere den vil sprette – høyere eller lavere enn før? … Dere har rett, den

vil komme tilbake med mindre stillingsenergi. Henter en liten sprettball. Nå skal jeg spørre dere et

spørsmål som kanskje er litt verre å svare på… Dette her er en super sprettball, som spretter veldig

bra. Vi gjør det samme her. Jeg holder ballen med hånden, og kjenner tyngdekraften presse den ned

mot golvet. Jeg utfører et arbeid for å skyve ballen mot taket og dermed øke stillingsenergien. Mer

arbeid, mer stillingsenergi. Jeg vil slippe ballen og når den treffer bordet vil den sprette opp igjen. Vil

den komme tilbake med mer energi, like mye som tidligere, eller mindre energi? Dersom noen tipper

mer: Noen trodde den ville komme tilbake med mer energi, men det er fordi dere er så vant med å gi

ballen en ekstra kraft på tur ned. Men hvor blir det av energien? Forsvinner den bare? Hold hendene

deres på bordet her. Nå slipper jeg ballen ned. Si i fra dersom dere kjenner noe. Hvem kjente noe?

Dere kjente energien fra ballen. Den forsvant ikke bare men går over til en annen form. Noe til

varme, noe til lyd… Ballen har overført noe av energien sin til omgivelsene.

- La oss prøve dette… henter basketballen igjen, og holder både den og sprettballen. Hvis vi slipper

basketballen alene spretter den tilbake til hit. Har dere noen gang forsøkt å slippe to baller i lag som

dette? Tester det og observerer at sprettballen spretter svært høyt. Kom energien fra ingensteds,

eller kom det fra noe? Den kom fra basketballen, ja. I sted så alle på sprettballen under forsøket. Nå

skal jeg gjøre det en gang til, og nå kan alle se på basketballen. Se om den spretter tilbake med

mindre energi enn tidligere. Viser først basketballen alene, og observer hvor høyt den spretter da. Slik

spretter den når den er alene. Husk denne høyden og se på basketballen når jeg igjen bruker begge

ballene. … Så det ble altså overført energi fra basketballen til sprettballen.

Kommentar til innledning om energibegreper:

- Under gjennomgangen er det ekstremt viktig å fokusere på noen få poenger, men til gjengjeld få

fram disse meget tydelig, gjerne med flere eksempler.

- Det brukes en stor og en liten ball. En kan også bruke to små baller med forskjellig masse

(bordtennisball (4g) og sprettball (44g)). Dermed får en fram at det ikke er størrelsen det kommer an

på, men massen. Det kan imidlertid være vanskelig å slippe de to ballene slik at de spretter “pent”

når de treffer gulvet.


8

- Slipper man to bordtennisballer som har lik masse, får man også fram poenget med at omtrent all

energien overføres til den ene ballen, mens den andre blir omtrent liggende i ro på gulvet. Det kan

imidlertid være vanskelig å lykkes med eksperimentet da ballene har vondt for å falle rett over

hverandre.

- Energikjeder kan nevnes under forberedelsene til kulebanen, og utdypes ved gjennomgangen av

vann- og vindenergiverkene.


9

3.0 Kulebanen – Oppdrag 1!

- Kulebaneaktiviteten legger vekt på godt lagarbeid og også problemløsningsevner. ARK 16

– bygg en kulebane.

Beskrivelse av aktivitet Dere skal bygge en kulebane og en farkost. Newton-lærer viser utstyret som skal brukes, og forklarer

hva som skal gjøres.

Posisjon for start og slutt er bestemt.

Banen skal ha minst en loop.

Når kula forlater banen skal den skyve farkosten fremover.

Velg en av kulene.

Vi avslutter med en konkurranse.

Før dere starter skal vi se på hypoteser. Først det som angår banen. Newton-lærer viser

grubletegningene fra mentometer-programmet.

MENTOMETERKNAPP-spørsmål 1: Hvor er det lurest å plassere loopen? (ARK 17)

Hypotese 1: Det er lurest å ha loopen så høyt som mulig, da mister kula minst fart.

Hypotese 2: Det spiller ingen rolle hvor loopen plasseres.

Hypotese 3: Det er lurest å ha loopen på midten. Da har kula nok fart til å gå rundt, samtidig som den

ikke mister så mye fart på slutten.

Hypotese 4: Det er lurest å ha loopen så langt nede som mulig. Da vil kula ha størst fart, og mister

derfor minst fart.

MENTOMETERKNAPP-spørsmål 2: Er det lurest at kula blir med bilen, eller bare støter bort i den? (ARK 18)

Hypotese 1: Det spiller ingen rolle om en gjør det ene eller andre.

Hypotese 2: Det beste er om kula blir med bilen. Da vil mest mulig energi fra kula bli overført til bilen.


10

Hypotese 3: Det er best om kula bare støter bort i bilen. Da slipper den å frakte kula, som tapper den

for energi.

Elevene må velge en av hypotesene ved hjelp av mentometerknappene. Det er flott om dette kan

gjentas etter aktiviteten er ferdig for å se om det er noen endring.

Vær oppmerksom på fornuftig arbeidsfordeling i gruppa, men husk å samarbeide. Alle i gruppa er

tjent med at alle greier sine oppgaver! -

Elevene gjennomfører aktivitet 2.2.1. Kulebane- bygger banen og farkosten

- jobber med delrapporten

Åpne spørsmål som kan tas i plenum ved behov.

- Hvorfor ligger det sugerør i utstyrssettet til farkosten?

Konkurransen – hvem har den beste kulebanen?

- en og en kulebane testes, mens alle ser på

- tiden fra kula slippes og til bilen berører veggen

- deltakerne arbeider videre med delrapporten

Oppsummering av kulebaneaktiviteten: Det er viktig med en oppsummering og gjennomgang i etterkant for å peke på kloke og mindre kloke

valg ved byggingen. Start gjerne med en ny test med mentometerknappene, og se om resultatet har

endret seg. Diskuter så åpent med elevene ut fra det lærer har observert, og det elevene har erfart.

Noen av punktene beskrevet før aktiviteten her, kan egne seg etter kulebaneaktiviteten.

Kommentar til kulebanen Oppdraget burde gi direkte forståelse for begrepene stillings- og bevegelsesenergi.

Newton-lærer må jobbe for å hjelpe elevene til å oppdage disse sammenhengene. Videre må

Newton-lærer legge til rette slik at det blir minst mulig ”støy” som tar fokuset fra det faglige.


11

F.eks. bør banen være teipet på forhånd.

Før elevene går i gang med oppdraget bør erfaringene knyttet til stillings- og bevegelsesenergi,

og tap av energi oppsummeres. Elevene oppmuntres til å tenke gjennom hvilke konsekvenser

dette har for bygging av banen. Dessuten oppmuntres de til tidlig å begynne å se på

spørsmålene i delrapporten, da denne vil være med å bevisstgjøre dem under arbeidet.

LUNSJ.


12

4.0 Induksjonsforsøk – Oppdrag 2!

Bakgrunnsstoff til Newton-lærer.

Elektromagnet:

Ved en tilfeldighet oppdaget den danske fysikeren Hans Christian Ørsted at en strømførende leder satte opp

et magnetfelt rundt seg. Dette skjedde mens han utførte et eksperiment med sterke strømmer, og

tilfeldigvis oppdaget han at en kompassnål som lå i nærheten beveget seg når han skrudde på strømmen.

Denne oppdagelsen offentliggjorde han i 1820.

Elektrisk generator:

Etter at Hans Christian Ørsted hadde oppdaget at strømførende ledere satte opp magnetfelt, begynte

forskere å lure på om det motsatte var mulig; om magnetfelt kunne frambringe elektrisk strøm. Etter mange

resultatløse forsøk var det den engelske fysikeren Michael Faraday som endelig fant svaret i 1831. Nærmest

ved et uhell fant han ut at det ble produsert elektrisk strøm hvis lederen og magneten beveget seg i forhold

til hverandre.

Innledning

Under kulebaneaktiviteten arbeidet dere med energi, og energioverføring. Et lyn er en strøm av

ladde partikler. Der det går strøm overføres det også energi. Vi har snakket om energi før i dag, og

sett på ulike energiformer.

Verden har et stort forbruk av elektrisk energi. Selv om faktisk ca. 23 % på jorda ikke har tilgang til

elektrisitet ennå. Dere har hatt fokus på fem ulike land, som bruker ulike kilder til produksjon av

elektrisitet. ARK19 - oversikt el.produksjon fra de ulike land.

Elektrisitet var lenge et fenomen naturvitere anså som ubrukelig til noe som helst nyttig. Det var først

da man skjønte sammenhengen mellom elektrisitet og magnetisme at det begynte å skje ting. Dere

skal eksperimentere med disse sammenhengene nå.


13

Elevene gjør Aktivitet 2.2.2. Generering av elektrisk energi

Newton-lærer viser utstyret og demonstrerer eksperimentet.

Gir oppgaven til elevene: Prøv dere frem, og lag en beskrivelse av hva som skjer.

Gruppene går til arbeidsstasjonene, utforsker eksperimentet.

Felles samling. Elevene legger frem beskrivelser, svarer på spørsmål, utfordrer andres beskrivelser.

Newton-lærer: Hva kan varieres? (antall magneter, antall vindinger, hastighet på magnet.

Ny runde med eksperimentering.

Felles diskusjon: Sammenhenger? Formler? Hva kaller vi fenomenet? Utstyret?

Elevene individuelt: Skrive inn i læringsportalen. Forsøk å forklare det dere tror skjer i

eksperimentet.

Punkter som kan tas med i fellessamlingen med elevene, enten før, under eller etter.

Hva er med på å bestemme hvor mye elektrisk strøm vi får i ledningen?

farten på magneten

magnetens styrke (styrken på magnetfeltet)

antall vindinger lederen (spolen) har

Hva slags energi snakker vi om her? Elektrisk energi. Er det også stillingsenergi og bevegelsesenergi her?

TEST OG VURDER om dette skal tas med: La oss lage en sammenligning mellom det vi snakket om før

lunsj og stillingsenergi, bevegelsesenergi og elektrisk energi.

En analogi (fra stillingsenergi til bevegelsesenergi)


14

ARK 20 – mekanisk energikjede.

Ballene tilføres stillingsenergi av gutten, så ruller de nedover renna til de faller utenfor kanten og får

fart. I fallet omdannes den stillingsenergien til bevegelsesenergi. Når ballene treffer den nedre renna

avgis energi som lyd, varme, deformering av ballen og risting med mer (ARK 21), før de ruller tilbake

til gutten som gir dem ny stillingsenergi ved å løfte dem opp til den øverste renna. Mengden

stillingsenergi bestemmes av høyden og massen til ballene, og tyngdekrafta (tyngdefeltet).

Figur 1 - fra stillingsenergi til bevegelsesenergi

Elektrisk energi (fra elektrisk stillingsenergi til bevegelsesenergi)

ARK 22 – elektrisk energikjede

I den elektriske lederen er det elektriske ladninger, negative elektroner, som kan bevege seg. For at

de skal kunne bevege seg (“falle”) gjennom den elektriske ledningen, må de tilføres stillingsenergi fra

batteriet. Mengden stillingsenergi bestemmes av spenningen på batteriet og ladningen til

elektronene. Spenning måles i volt (V). Når vi kobler batteriet til lyspæra i en sluttet krets, vil

elektronene begynne å bevege seg gjennom ledningen. Elektronenes stillingsenergi omdannes til

bevegelsesenergi. Antallet elektroner som går gjennom ledningen, er den elektriske strømmen som

måles i ampère. I lyspæra omdannes elektronenes bevegelsesenergi til lys- og varmeenergi.


15

Figur 2 - Fra elektrisk stillingsenergi til bevegelsesenergi

Vi skal nå se hvordan vi kan erstatte batteriet med magneter i bevegelse.

Hva er magnetisme?

Vi vet at alle magneter har en nord- og en sydpol. Når vi holder dem mot hverandre vil like poler

frastøte hverandre og ulike tiltrekke hverandre. Den røde enden er nordpolen. Vi merker altså at det

virker krefter mellom magneter.

Vis at magnetene tiltrekkes og frastøtes. Noen magneter er så sterke at de knapt kan løsnes fra

hverandre.

Det er også slik at ladninger påvirkes av magneter. Når en magnet beveger seg forbi en ladning vil

ladningen utsettes for en kraft. Dette skjer bare når magneten og ladningen er i bevegelse i forhold til

hverandre. Demonstrer med kompass, ledning og batteri.

Vi bytter ut batteriet med magneter i bevegelse

ARK 23 – lag elektrisitet med magnetisme

Engelskmannen Michael Faraday oppdaget at batteriet kunne byttes ut med magneter i bevegelse.

Sørger man for at magnetene er i stadig bevegelse, vil elektronene gå fram og tilbake i ledningen. Når

magneten går inn i spolen vil elektronene, og dermed strømmen, gå den ene veien. Beveger

magneten seg ut av spolen, vil elektronene gå den andre veien. Hver endring av magnetfeltet gir ett

strømstøt. Strømstyrken bestemmes av størrelsen til endringen i magnetfeltet.

Figur 3

Det er bevegelsesenergien til magneten som omdannes til elektrisk energi.


16

Effekt, energi overført per tid (ARK 24) – testes og vurderes om og hvor mye av dette som tas med. Tenker effekt er relevant i forhold til økten med kraftverkene.

- lyspærer har forskjellig ”styrke”. Wattstyrken til en lyspære forteller hvor mye energi som blir

overført til lysenergi og varmeenergi per sekund.

- Størrelsen energi per tid kaller vi effekt: Effekt = energi/tid. Enheten for effekt er watt (W). Fra

definisjonen av effekt, ser vi at 1 W = 1 J/s

- En 40 watts lyspære gir fra seg energien 40 J hvert sekund

- En vanlig varmeovn kan gi fra seg 2000 W.

Når vi betaler for den elektriske energien vi bruker hjemme, blir

energienheten kilowatt-time (kWh) brukt. En kilowatt-time er den energien

som en ovn på 1 kW = 1000 W gir i løpet av en time.


17

5,0 Kraftverk! – Oppdrag 3 og 4!

Hva erfarte dere i forrige oppdrag? Jo, elektrisk energi genereres når magnet og spole

beveger seg i forhold til hverandre. Hvor mye indusert strøm avhenger også av noen faktorer:

- styrken på magnetfeltet

- hastigheten til magnetene

- antall viklinger på spolen

Energikjede, vanngeneratoren (vannkraftverket) I kulebaneaktiviteten tidligere i dag snakket vi om to typer energi. Hvilke var det? Kula startet med

stillingsenergi. Hva skjedde når vi slapp den? (stillingsenergien begynte å gå over til

bevegelsesenergi). Vi fikk en energioverføring. Kan dere tenke dere hva en energikjede er?

Nesten all energi kommer fra sola. Hvordan tror dere energikjeden til vann som produserer elektrisk

energi kan se ut? ARK 25 og 26 – energikjede – vann.

Figur 4 - vannets kretsløp

Figur 4:

Solenergi fordampning av vann

Fordampet vann fraktes inn over land

med vinden og faller ned som regn.

Vannet samles og lagres i vann

(magasiner) - lagring av energi

stillingsenergien i de høytliggende

vannene bevegelsesenergi i

elvene


18

Figur 5 - vannenergiverk

Figur 5:

Stillingsenergien i vannene

(magasinene) bevegelsesenergi i

rørgater

energien i rørgatene

bevegelsesenergi i turbinen

bevegelsesenergien i turbinen

elektrisk energi i generatoren

Elektrisk energi egner seg for transport langs linjer (elektriske ledninger).

I forrige oppdraget genererte dere elektrisk energi. Hvordan gjorde dere det? Hvor kommer denne

energien fra?

Det dere har gjort nå med magneter og spoler er det som forenklet sagt også skjer i en generator i et

kraftverk. I praksis betyr det at alt som går rundt kan lage vekselstrøm. Man trenger noe som kan

drive magnetene eller spolene hurtig rundt.

Vis demonstrasjonsgeneratoren.

Hva kan være drivkraft? (For eksempel vann i et vannkraftverk. Det kan også være vindenergi som

driver turbinen, eller det kan være damp.) I Norge er det aller vanligst med vann i bevegelse til å

drive turbinen, mens det i Polen er damp. Å gjøre det med håndkraft har dere vel opplevd ikke holder

til å dekke våre behov… . Felles for disse kraftverkene er at de har en turbin som drives rundt, og som

igjen driver en generator. ARK 27 - Kraftverk Her ser dere en illustrasjon av et dampkraftverk. Altså

ulike brensler kan brukes. Hva driver generatoren? Damp under trykk. ARK 28 – vannkraftverk. Hva

driver generatoren i et vannkraftverk? Enn i vindturbiner? ARK 29 – vindkraftverk.

– Husk på at de representerer ulike land som bruker ulike energikilder til produksjon av elektrisk

strøm. Dette kan gjerne brukes i dialogen med elevene.

Dere skal nå få et oppdrag som tester om dere har forstått det dere har jobbet med nå. Før jeg gir

dere det, skal jeg vise dere utstyret.


19

Etter at Newton-lærer har gått gjennom måleutstyret får elevene oppdraget.

- Til alle informasjonsansvarlige: Husk å se til at landslagene gir gode gjennomtenkte svar. –

Elevene gjør Aktivitet 2.2.3. Vannenergi, aktivitet 2.2.4. Vindenergi og aktivitet 2.2.5 Dampkraftverk

Tre aktiviteter går parallelt.

Ekstraaktivitet - StirlingDenne kan brukes som en ekstra-aktivitet, dersom det er en eller to grupper som blir ekstra tidlig

ferdig.

Stirlingmotor er en type motor med utvendig forbrenning og den har et helt tett system (i motsetning

til forbrenningsmotorene hvor forbrenningen skjer inne i stemplene). Dere må fylle på med rødsprit

før dere tenner veken. Motoren må hjelpes i gang. Husk verneutstyr: briller og hansker til håndtering

av tørris.

Praktisk info til dampmaskin/turbin. Dere får en dampmaskin og en dampturbin. Før dere tenner på

brenselet må det etterfylles med vann. Det er viktig å holde vann-nivået oppe. Legg i brenseltabletter

uten å dra skuffa helt ut. Maskinene må smøres underveis. Husk å bruke vernebriller.

Beredskapsansvarlig må påse at sikkerhetskrav blir overholdt. Fyll inn delrapporten på

Læringsportalen.

Oppsummering av aktivitetene.

Oppsummering etter vann- og vindoppdragene.

Rund av med oppsummering og diskusjon. Hvor mye energi greide dere å generere i

vannkraftverkene? Enn i vindturbinen? Dampkraftverket? Hvilke variabler hadde betydning for

energiproduksjonen?

Gi gruppene gjerne en oversikt over hvordan de ligger an i poengsum. Ev. kan det gjøres ved starten

dagen etter.


20


21

newton.no · web viewi norge er det aller vanligst med vann i bevegelse til å drive turbinen, mens...

Documents