Výroba žárovky

Gebraucht wird

Staré, již nepoužívané sklenice na koření nebo zavařeniny s plastovým víčkem, tenčí kovová závitová tyč (cca 20 cm), 8 matic (odpovídajících závitové tyči), malá, i použitá svíčka, starý drát (cca 10 cm)

Potřebné nástroje: pila, ruční vrtačka, lepidlo, zápalka, laboratorní zdroj: pro výrobu elektrického proudu

Beschreibung

Krok 1: Příprava závitových tyčí

Dva stejně dlouhé kusy závitové tyče ustřihnout (např. 2×8 cm, přizpůsobit podle skleněného těla). 2/3 délky zůstává uvnitř žárovky, 1/3 venku.
Vyvrtat dvě díry ruční vrtačkou do plastového víčka – dostatečně velké pro tyče, ale dost malé pro vzduchotěsné uzavření. Použít víčko z nevodivého materiálu (plast ideální).
Tyče vložit do děr a upevnit dvěma maticemi na každé tyči.

Krok 2: Výroba vlákna

Na vnitřní konce závitových tyčí našroubovat po dvou maticích, nechat malý mezikus pro vlákno.
Ze starého kabelu odebrat tenký drát (čím tenčí a horší vodič, tím lépe je efekt vidět).
Jeden konec kovového drátu vložit mezi dvě matice a druhý konec mezi dvě druhé matice a matice utáhnout, aby bylo zajištěno správné spojení kovových ploch (drátu a matic).

Krok 3: Upevnění a zapálení svíčky

Malou svíčku připevnit voskem nebo sekundovým lepidlem na plastovou střechu. Plamen svíčky hraje důležitou roli při odstraňování kyslíku z těla žárovky.
Zapálit svíčku. Když hoří, tělo žárovky, tj. koření nebo nádoba, se omotá kolem střechy. Plamen spotřebuje kyslík v hermeticky uzavřené sklenici a vytvoří prostředí podobné klasické žárovce (bez kyslíku, pouze s inertními plyny).
Tím je žárovka dokončena a může být otestována, zda funguje správně!

Krok 4: Připojení laboratorního zdroje

Vývody laboratorního zdroje se spojí s konci dvou kovových drátů vyčnívajících z žárovky.
Laboratorní zdroj nastavit v režimu generátoru proudu na maximální napětí 5 V a postupně zvyšovat proud, dokud vlákno nezačne svítit (v příkladu vlákno svítilo při 3,2 A a 2,8 V).

Pozorování

Když vlákno svítí, fungování žárovky ukazuje princip elektrického obvodu, kdy materiál s vyšším odporem způsobuje, že vlákno svítí a vydává světlo.

Vertiefende Auseinandersetzung mit den 7K

Kooperace: Při výrobě žárovky pracují žáci ve skupinách, aby společně naplánovali fungování a vzhled žárovky. Jelikož úkol se skládá z několika kroků, mohou být dílčí úkoly (např. příprava závitových tyčí, umístění svíčky, připojení napájení) rozděleny. Skupinová práce umožňuje dětem vzájemně si pomáhat a efektivně pracovat.

Komunikace: Během výroby žárovky musí děti neustále komunikovat, aby si vyměnily nápady, koordinovaly kroky realizace a vyjádřily názory na plánování. Přitom se učí komunikovat s respektem a dávat konstruktivní zpětnou vazbu. Při práci a testování se děti seznamují s vědecko-technickými pojmy i v jiných jazycích a tím rozšiřují svou jazykovou kompetenci (viz „AT-HU slovní zásoba: žárovka“).

Kritické myšlení: Při stavbě žárovky narazí žáci na řadu technických a konstrukčních problémů, jako je např. vzduchotěsné upevnění závitových tyčí nebo teplotní odolnost materiálů. Aby tyto výzvy zvládli, musí klást otázky, zvažovat různé řešení a neustále testovat. Přitom rozvíjejí kritické myšlení a kreativní strategie řešení problémů.

Kontextuální kompetence: Při testování se děti učí, jak fungují elektrické obvody, založené na Jouleově zákoně (elektrický proud se při odporu mění na teplo). Učí se správně nastavovat napětí a proud, aby drát žhnul, ale nepřepálil se. Rozpoznávají součásti elektrického obvodu: napájecí zdroj, vlákno, připojení. Takové projekty poskytují praktické zkušenosti s elektronickými jevy a fyzikálními zákony.

Kreativita: Při designu žárovky mohou žáci být kreativní. Volba „těla“ žárovky, dekorace a uspořádání závitových tyčí, svíčky a vlákna poskytuje prostor pro volné vyjádření. Výběr materiálů a funkčnost vyžadují inovativní rozhodnutí. Děti se učí kombinovat vědecké principy s kreativními řešeními.

Digitální kompetence: Při testování žárovky musí žáci nastavit správné napětí a proud, aby se vlákno aktivovalo. K tomu je nezbytné ovládat laboratorní zdroj a základní principy elektroniky.

Zusätzliche Bilder