آموزش کتاب علوم تجربی پایه چهارم ابتدایی
درس چهارم : انرژی الکتریکی
مدّت زیادی از شب، نگذشته بود که برق محلّه ای که مهدی و خانواده اش در آن زندگی می کنند، قطع شد. با قطع برق محلّه، همه ی خانه ها در تاریکی فرو رفتند. مهدی به کمک پدرش برای روشن شدن خانه ی خودشان، شمعی را روشن کرد.
اگر برق خانه ی شما یک هفته قطع شود، با چه مشکلاتی روبه رو می شوید؟ در این باره در گروه خود گفت و گو کنید.
برق امروزه در بیشتر امور زندگی دخالت دارد. اول از همه تاریکی شب ها و بعد قطع شدن ارتباطات مانند تلفن و موبایل، کثیف ماندن لباس ها (استفاده نکردن از ماشین لباسشویی)، خراب شدن مواد خوراکی داخل یخچال و مشکلات فراوان دیگر.
انرژی الکتریکی یکی از شکل های انرژی است. بیشتر وسایل و دستگاه هایی که ما در خانه ها، کارخانه ها، فروشگاه ها و بیمارستان ها از آنها استفاده می کنیم، با انرژی الکتریکی کار می کنند. در این وسایل، انرژی الکتریکی به شکل های دیگر انرژی تبدیل می شود.
در وسایل برقی، انرژی الکتریکی به شکل های دیگر انرژی تبدیل می شود.
در بیشتر نیروگاه های برق، انرژی گرمایی حاصل از سوختن، به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و از راه کابل و سیم به خانه ها، مدرسه ها، کارخانه ها، بیمارستان ها و… منتقل می شود.
۱- در گروه خود، نام دستگاه ها و وسایلی را که با انرژی الکتریکی کار می کنند، را در جدولی مانند جدول زیر بنویسید و آن را کامل کنید.
مخلوط کن
اتو
رادیو
نورانی و صوتی
حرکتی
گرمایی
گرمایی
حرکتی
صوتی
۲- جدول گروه خود را با گروه های دیگر مقایسه کنید.
چراغ قوّه، ساعت، کنترل تلویزیون و بعضی از اسباب بازی ها با باتری کار می کنند. انرژی ذخیره شده در باتری ها انرژی الکتریکی مورد نیاز این وسیله ها را تامین می کنند. باتری ها گوناگون اند و کاربردهای مختلفی دارند.
باتری ها
بسیاری از وسایل انرژی مورد نیاز خود را از باتری ها تامین می کنند.
چرا در برخی وسایل بیش از یک باتری به کار می رود؟
برخی از وسایل برای کار کردن به انرژی الکتریکی بیشتری نیاز دارند.
1-وسایلی را که درتصویر روبه رو می بینید، تهیه کنید.در گروه خود تلاش کنید با این وسایل یک لامپ را روشن کنید.
۲-پس از روشن کردن لامپ، با رسم شکل نشان دهید که سیم، لامپ و باتری را چگونه به یکدیگر وصل کرده اید. نتیجه ی کار گروه خود را به کلاس گزارش دهید.
به چیزی که شما درست کردید تا لامپ روشن شود، یک مدار الکتریکی می گویند. در لامپِ روشن این مدار، انرژی از چه شکلی به چه شکل های دیگری تبدیل می شود؟
روشن کردن یک لامپ با باتری
ابتدا دو سیم بر می داریم و سر هر کدام را به دو طرف پایه ی لامپ وصل می کنیم، سپس دو سر دیگر این سیم را به دو سر باتری وصل می کنیم. لامپ روشن می شود.
انرژی الکتریکی به نورانی تبدیل می شود.
3- با استفاده از یک باتری و فقط یک قطعه سیم، لامپی را روشن کنید. پس از روشن شدن لامپ، شکل مدار را رسم کنید. ۴- اگر بخواهید لامپ را روشن و خاموش کنید، چه تغییری در مدار ایجاد می کنید؟ شکل این مدار را رسم کنید.
یک کلید در مسیر سیم بین باتری و لامپ قرار می دهیم.
هرگز برای انجام دادن فعّالیت های این درس از برق استفاده نکنید.
در مداری که لامپ آن روشن است، انرژی الکتریکی یا الکتریسیته به کمک سیم ها از باتری به لامپ می رسد و لامپ را روشن می کند. با استفاده از کلید می توانیم لامپ را روشن و خاموش کنیم. در شکل بالا برای قطع و وصل کردن مدار از میخ استفاده شده است. شما هم در گروه خود یک کلید بسازید و با آن یک مدار را قطع و وصل کنید.
مدار الکتریکی ساده
1-وسایلی که در تصویر روبه رو می بینید، تهیه کنید و با آنها مداری با دو لامپ روشن بسازید.
٢- پس از روشن شدن هر دو لامپ، شکل مداری را که ساخته اید رسم کنید. ۳- شکل مدار خود را با شکل مدار گروه های دیگر مقایسه کنید. ۴- شکل مدار گروه خود را با شکل های صفحه بعد مقایسه کنید. مدار شما به کدام یک شبیه است؟
روشن کردن دو لامپ با استفاده از باتری
مدار موازی
مدار متوالی
5- پیش بینی کنید که اگر در مدارهای شکل بالا یکی از لامپ ها را باز کنید، لامپ دوم روشن می ماند؟ یا خیر؟ ۶- با آزمایش، درستی پیش بینی خود را بررسی کنید. سپس آنچه را مشاهده می کنید بنویسید.
اگر مدار متوالی باشد و ما یک لامپ را باز کنیم لامپ دوم خاموش می شود. اما اگر مدار موازی باشد اگر یک لامپ را باز کنیم لامپ دوم پر نور تر می شود.
اگر در مدارهای زیر کلید را ببندیم:
الف ) کدام لامپ روشن نمی شود ؟
ب ) در کدام مدار نور لامپ بیشتر است ؟
( کلید را با علامت نشان می دهند .)
از سمت راست مدار اول
از سمت راست در مدار سوم
چراغ راهنما بسازید
چراغ راهنما به سه رنگ زرد، قرمز یا سبز دیده می شود. در گروه خود با استفاده از سه لامپ و وسایل لازم، یک چراغ راهنمای ساده بسازید. چراغ راهنمای گروه خود را به هم کلاسی هایتان نشان دهید و روش کار آن را بیان کنید.
برای ساختن چراغ راهنما از مدار موازی استفاده کرده و برای نشان دادن رنگ ها از لامپ هایی به رنگ زرد، قرمز و سبز استفاده کردیم. در مسیر هر کدام از لامپ ها یک کلید قرار می دهیم که آن را روشن یا خاموش کند.
در فعّالیت صفحه ی 31 با استفاده از میخ آهنی برای یک مدار الکتریکی کلیدی درست کردید. آیا موادّدیگری مانند پاک کن یا گیره ی کاغذ را می توان به جای میخ آهنی به کار برد؟ برای پی بردن به پاسخ این پرسش، فعّالیت زیر را در گروه خود انجام دهید.
١- مداری مانند شکل زیر ببندید.
آیا الکتریسیته از همه ی مواد عبور می کند؟
2– در قسمتی از مدار، بین دو سیم، جسم های مختلفی مثل میخ، سکّه، پاک کن، خط کش پلاستیکی، خط کش فلزّی، عروسک، لیوان پلاستیکی، خط کش چوبی و گیره ی کاغذ قرار دهید. ۳ – مشاهده های خود را در جدول زیر بنویسید.
*
*
*
*
*
لیوان شیشه ای
*
بعضی از جسم ها مانند میخ آهنی، گیره ی فلزّی کاغذ، سکّه و سیمِ مسی، الکتریسیته را عبور می دهند. به این جسم ها رسانای الکتریکی می گویند. بعضی از جسم ها مانند چوب خشک، پلاستیک و شیشه، الکتریسیته را از خود عبور نمی دهند، به این جسم ها نارسانا یا عایق الکتریکی می گویند.
سیم های برق و روکش آنها را از چه موادّی می سازند؟ چرا؟
سیم برق را از مواد رسانا مانند فلزات ( مس و آلومینیوم و … ) می سازند . روکش سیم برق را از مواد غیر رسانا مانند پلاستیک می سازند . زیرا برای انتقال الکتریسیته باید از مواد رسانا استفاده کرد و برای حفظ ایمنی روکش سیم ها را از مواد غیر رسانا می سازند .
سهم شما در حفاظت از منابع انرژی چیست؟
ما هر روز برای روشن کردن خانه، برقراری تماس تلفنی، فرستادن پیامک، شارژ کردن تلفن همراه، تماشای تلویزیون، شستن لباس ها و انجام دادن کارهای دیگر، از انرژی الکتریکی استفاده می کنیم. انرژی الکتریکی
یکی از پرمصرف ترین انرژی ها در سراسر جهان است. مهم ترین منبع تولید این انرژی، سوخت ها هستند .
مقدار سوخت ها محدود است؛ یعنی، آنها پس از مدّتی مصرف کردن تمام می شوند. پس باید از مصرف بی رویه ی سوخت ها خودداری کنیم. مصرف سوخت ها، هوا را آلوده می کند. ما می توانیم با انجام دادن کارهای درست، در حفاظت از منابع انرژی و کاهش آلودگی هوا سهیم باشیم.
من برای حفاظت از منابع انرژی:
* هنگام خارج شدن از اتاق، لامپ را خاموش می کنم.
* پس از خاموش کردن تلویزیون با کنترل، کلید برق آن را قطع می کنم.
شما برای حفاظت از منابع انرژی چه کارهای دیگری می توانید انجام دهید؟
اقدام گروهی دانش آموزان
گروهی از بچّه های کلاس تصمیم گرفتند با انجام کارهای درست و همراهی افراد خانواده شان در مصرف برق صرفه جویی کنند. آنها با این کار می خواستند، در حفاظت از منابع انرژی سهیم باشند. برای همین، ابتدا درباره ی راه های استفاده ی درست از انرژی الکتریکی گفت وگو کردند و پیشنهادهای خود را ارائه دادند.
● من و خانواده ام در زمان اوج مصرف (مثلاً بین ساعت 7 تا 10 شب) از ماشین لباسشویی استفاده نمی کنیم.
● ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
● ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
● ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
● آنها سپس مبلغ آخرین قبض برق خانه ی خود را یادداشت کردند و تصمیم گرفتند تا دریافت قبض بعدی به پیشنهادهای خود برای صرفه جویی در مصرف برق عمل کنند.
● شما هم در گروه خود پیشنهادهای جدیدی ارائه دهید و به آنها عمل کنید.
● بعد از یک دوره، قبض برق خانه را با قبض قبلی مقایسه کنید و موفّقیت خود را در جلوگیری از مصرف بی رویه ی برق به کلاس گزارش دهید.