MODÜLÜN İLGİLİ OLDUĞU;

Transkript

1 Bu etkinlik Özge ÖZCAN tarafından Fen Bilgisi Öğretmenliği Anabilim alında yer alan Öğretim Teknolojileri ve Materyal Tasarımı dersi Kapsamında hazırlanmıştır. MOÜLÜN İLGİLİ OLUĞU; Sınıf Seviyesi: 6. Sınıf Ünite: aşamımızdaki Elektrik Kazanımlar: Öğrenciler; 1.2 Maddeleri, elektrik enerjisini iletme bakımından iletken ve yalıtkan maddeler olarak sınıflandırır (BSB-4). 1.3 Metallerin iletken, plâstiklerin ise yalıtkan olduğunu fark eder. 1.5 Maddelerin elektriksel iletkenlik ve yalıtkanlık özelliklerinin çeşitli amaçlar için kullanıldığını fark eder (FTTÇ-28). 1.6 alıtkan maddelerin, elektrik enerjisinin sebep olabileceği tehlikelere karşı korunmada nasıl kullanılabileceğini araştırır (FTTÇ-5). 1.7 Kendisi ve çevresindekilerin güvenliği açısından elektrik çarpmalarına karşı alınması gereken önlemleri listeler (T-5).

2 SENARO: özge ilk derse geç kalmıştır. ersliğin kapısını çalar ve Bir solukta sınıftan içeri girerek sırasına yerleşir. Öğretmeni tam o sırada elektriği ileten ve iletmeyen maddeleri sıralamaktadır. Ve özge ye yönelerek iletken ve yalıtkan cisimlere örnek vermesini ister. Özge öğretmenim örneğin bakır teller iletkendir. Plastik cisimlerde yalıtkandır. der Öğretmen peki özge elektrik kabloları iletken midir? Özge elbette ki öğretmenim! diye çıkışır. İçerisinden ne kadar garip bir soruydu bu böyle diye geçirir. Öğretmen o halde özge biz elektrik kablolarına çıplak elle dokunduğumuzda bize elektrik çarpması gerekir. Fakat evimizdeki kablolara, örneğin televizyon kablosu, temas ettiğimizde bizleri elektrik çarpmaz. Bunun nedeni sence ne olabilir? Özge bir an durur ve öğretmenin biraz önce sorduğu ona garip gelen soruda bir detay olabileceğini düşünür. Özge den cevap alamayan öğretmen gülümseyerek sana 5 dakika daha düşünme süresi özge der. Özge öğretmenini onaylayarak bu durumun iletkenlik ve yalıtkanlık ilişkisini çözmeye çalışır. Problem durumu: Evimizdeki elektronik eşyaların kabloları iletkenlik ve yalıtkanlık bakımından hangi özellikleri taşır? Neden?

3 ÇALIŞMA APRAKLARI Etkinlik 1: Aşağıdaki tabloyu doldurunuz. apmanız gereken: Elektriği ileten maddelere iletken iletmeyen maddelere yalıtkan olarak adlandırmıştık. Aşağıdaki madde/cisimleri taşıdığı özellik eğer iletkense iletken kutucuğunun hizasına yalıtkansa yalıtkan kutucuğunun sütun hizasına bir tik koymanız yeterli olacaktır. Madde/Cisim Tuzlu Su ELEKTİRİK İLETKENLİĞİ BAKIMINAN TAŞIIĞI ÖZELLİK İLETKEN ALITKAN Şekerli Su Ağaç Kütüğü Pet Şişe Alüminyum Folyo Bakır Tel Çeşme Suyu Seramik Tabak Sirke Limon Suyu Cam Gümüş zincir Altın yüzük

4 ÇALIŞMA APRAKLARI Etkinlik 2: GÖZE KURUĞU İKİ BASİT ELETRİK EVRESİNİN ŞEMASINI ŞEKİLEKİ GİBİ GÖSTERMİŞTİR. ŞEKİL 1 EKİ LAMBANIN ANIĞINI ŞEKİL 2 EKİ LAMBANIN ANMAIĞINI BELİRTEN GÖZE BUNUN NEENİNİ E BAĞLANTI KABLOLARININ BİRBİRİNEN FARKLI ÖZELLİK GÖSTERİĞİNİ SÖLEEREK AÇIKLAMIŞTIR. PEKİ, SİZCE GÖZE NİN BAHSETTİĞİ FARKLILIK NEİR? ŞEKİL 1 E KULLANILAN BAĞLANTI KABLOSU HANGİ MAEEN APILMIŞ OLABİLİR? ŞEKİL 2 E KULLANILAN BAĞLANTI KABLOSU HANGİ MAEEN APILMIŞ OLABİLİR?

5 ÖĞRETMENİN NOTLARI İletken ve alıtkan Maddeler: a) İletken Maddeler: Elektrik enerjisinin (elektrik yüklerinin yani elektronların) üzerinden serbestçe geçebildiği (akabildiği) maddelere iletken maddeler denir. (Elektrik akımını iletebilen maddelere iletken maddeler denir). Metaller (altın, gümüş, bakır, demir, çinko, alüminyum), çivi, alüminyum folyo, tuzlu su, asitli su, sirkeli su, insan vücudu) iletken maddelerdir. b) alıtkan Maddeler : Elektrik enerjisinin (elektrik yüklerinin yani elektronların) üzerinden serbestçe geçemediği (akamadığı) maddelere yalıtkan maddeler denir. (Elektrik akımını iletemeyen maddelere yalıtkan maddeler denir). Plastik, cam, tahta, hava, porselen, kauçuk, silgi, kâğıt, saf su, alkol, şekerli su, ebonit, mika, teflon, bakalit yalıtkan maddelerdir. NOT: 1- Elektrik enerjisini iletkenlerden az, yalıtkanlardan daha fazla iletebilen maddelere yarı iletken maddelerdendir. Silisyum, germanyum, karbon (kömür), bakır oksit yarı iletken maddelerdir. 2- Elektrik enerjisini iletkenlerden daha iyi iletebilen maddelere süper iletken maddeler denir. Altın, gümüş, platin süper iletken maddelerdir. (Süper iletkenler sıcaklık azaldığında direnç küçüldüğü için elektrik akımını daha iyi iletirler). 3- alıtkan olan sıvılar, yüksek elektrik enerjisi altında iletken hale geçebilirler. Gazların İletkenliği: Katı ve sıvı haldeki maddeler iletken veya yalıtkan maddeler olabilirler. Gaz halindeki maddeler ise normal şartlarda yalıtkan olmasına rağmen bazı özel durumlarda yani uygun şartlar sağlandığında iletken hale geçebilirler. Gaz halindeki yüksek elektrik enerjisinde iletken hale geçebilirler.

6 Hava, gaz halindeki bir maddedir ve normal şartlarda yalıtkandır. Ancak bazı durumlarda hava da iletken hale geçebilir. Şimşek ve yıldırım olayları elektrik enerjisi boşalmasıdır. Şimşek ve yıldırım olaylarında normalde yalıtkan olan hava yüksek elektrik enerjisi sayesinde iletken hale gelir. Aydınlatmada kullanılan flüoresan ve neon lambalar, gazların özel koşullarda (düşük basınçta ve havasız ortamda) iletken hale gelmesinden yararlanılarak yapılmıştır. NOT: Benjamin Franklin, 1752 yılında yaptığı deneyde, fırtınalı bir havada ucuna metal bir anahtar bağladığı uçurtmanın yükselmesini sağlayarak yıldırım çarpması sonucu anahtardan kıvılcım çıkmasını sağladı. Bu sayede yıldırımın elektrik enerjisi boşalması olduğunu gösterdi. Elektrik Enerjisinin Taşınması: Farklı enerji türlerinden elektrik enerjisinin üretilmesini sağlayan kuruluşlara elektrik santrali denir. Elektrik santrallerinin termik santral, hidro elektrik santrali, nükleer santral gibi çeşitleri vardır. Bunun dışında rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi ve jeotermal (termal su kaynakları) enerji ile çalışan santraller de vardır. Elektrik enerjisi, basit bir elektrik devresinde olduğu gibi elektrik santralinde başlayıp evlere, işyerlerine kadar uzanan ve oradan tekrar santrale dönen kapalı bir devrede taşınır. Elektrik enerjisi, kullanıldığı yerlere göre ışığa, sese, ısıya ve harekete dönüşür. Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisinin kullanılacağı yerlere taşınmasını enerji nakil hatları sağlar. Enerji nakil hatları, ya toprak altında bulunan iletken tellerden ya da çelik direkler üzerinde bulunan iletken tellerden oluşur. Enerji nakil hatlarında genelde bakır veya alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılırken demirden yapılan iletken teller kullanılmaz. Enerji nakil hatlarında demir gibi iletkenlerin kullanılmamasının nedeni de bakır ve alüminyumun demire göre hem kolay işlenmesi hem de daha kolay eğilip bükülmesidir. (Enerji nakil hatlarında genelde alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılır). Enerji nakil hatlarında kullanılan çelik direkler iletkendir. Elektrik enerjisinin taşınması sırasında iletken tellerin çelik direklere temas etmesi halinde elektrik enerjisi toprağa akar ve enerji kaybı olur. İletken tellerin çelik direklere temas etmesini önlemek için bu tellerin direklere temas eden kısımlarında cam, seramik gibi yalıtkan maddeler kullanılır.

7 alıtkan Maddelerin Elektrik Enerjisinin Tehlikelerine Karşı Kullanılması: İletken maddeler elektrik enerjisinin taşınması için kullanılırken yalıtkan maddeler de elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunmak için kullanılırlar. Bunun için iletken maddelere yalıtkan maddeler ile yalıtım yapılır. alıtım yapılırken en çok porselen, plastik, bakalit ve kauçuk gibi yalıtkanlar kullanılır. Günlük hayatta kullanılan elektrikli ev aletlerinin (ütü, televizyon, fırın, süpürge, bilgisayar, müzik seti) çalışabilmesi için elektrik enerjisi gereklidir. Şehir şebekesinden evlere gelen, evlerden de elektrikli ev aletlerinin içine giren elektrik enerjisinin zararlı etkilerinin önlenmesi için elektrik enerjisini taşıyan iletken kablolar veya içerisinde elektrik enerjisi bulunan ev aletleri yalıtkan maddeler ile kaplanmıştır. Bundan dolayı ev aletlerine rahatça dokunulabilir ve elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunulabilir. Ev aletlerindeki iletken kablolara dokunulması halinde elektrik çarpması görülür ve bu da zararlı sonuçlar doğurabilir. Ev aletleri kullanılırken; ıpranmış kablolar yenileri ile değiştirilmelidir. Bir prize birden fazla fiş takılmamalıdır. Elektrik kablolarının yanında yanıcı ve ısıtıcı cihazlar kullanılmamalıdır. Elektrikli cihazlar tamir edilirken elektrik enerjisi kesilmelidir. Nemli ortamlarda elektrikli cihazlar kullanılmamalıdır. Bozulmuş prizler yenileri ile değiştirilmelidir.

8 EĞERLENİRME: 1) Elektriği ileten maddelere iletken madde adı verilir. İletken maddelere örnek saf su verilebilir. 1. ÇIKIŞ 2. ÇIKIŞ Elektriği ileten maddelere örnek demir verilebilir. 3. ÇIKIŞ Elektrik bir enerji çeşididir. Elektriği iletmeyen maddelere plastik örnek verilebilir. 4. ÇIKIŞ 5. ÇIKIŞ 6. ÇIKIŞ Elektriği iletmeyen maddelere yalıtkan madde adı verilir. Şekerli su tuzlu suya göre daha fazla iletkenlik gösterir 7. ÇIKIŞ 8. ÇIKIŞ

9 2) emir Limonlu su Plastik Saf su Metaller Bakır Çözeltiler Tuzlu su Tahta Seramik Şekerli su Katı iletken Sıvı iletken Katı iletken Sıvı iletken İLETKEN MAELER İletir ELEKTRİK ENERJİSİ İletmez ALITKAN MAELER

10 Limonlu su Plastik Bakır Şekerli su Metaller Çözeltiler Katı iletken Sıvı iletken Katı yalıtkan Sıvı yalıtkan İLETKEN MAELER İletir ELEKTRİK ENERJİSİ İletmez ALITKAN MAELER

11