Φυσική Ε΄ 6.8. ΄΄Σύνδεση σε σειρά και παράλληλη σύνδεση΄΄
1.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής
ΦυσικήΕ΄ Τάξης - Ενότητα 6 - Κεφάλαιο 8:
΄΄ Σύνδεση σε σειρά και παράλληλη σύνδεση ΄΄
http://e-taksh.blogspot.gr
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.1
2.
ΣΥΝΔΕΣΗ ΣΕ ΣΕΙΡΑ
Οισυσκευές σε ένα κύκλωμα μπορούν να
συνδεθούν σε σειρά όπως παρακάτω:
Όταν συνδέονται σε σειρά, δηλαδή η μια
μετά την άλλη, χρησιμοποιούν το ίδιο ρεύμα
και αν μια συσκευή πάψει να λειτουργεί,
τότε όλες οι συσκευές που βρίσκονται στο
ίδιο κύκλωμα παύουν και αυτές να
λειτουργούν.
Στο παραπάνω κύκλωμα αν καεί ένα
λαμπάκι τότε θα πάψει και το άλλο να
φωτοβολεί.
Παλιά τα λαμπάκια του χριστουγεννιάτικου
δέντρου ήταν σε σειρά. Όταν καιγόταν ένα
ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ
Σύνδεση σε σειρά ή παράλληλα
Υπάρχουν δύο τρόποι να δημιουργήσουμε ένα κύκλωμα.
Οι συσκευές σε ένα κύκλωμα μπορούν να
συνδεθούν παράλληλα:
Όταν συνδέονται παράλληλα, τότε βρίσκονται
σε διαφορετικό ανεξάρτητα ηλεκτρικά
κυκλώματα και λειτουργούν χρησιμοποιώντας
διαφορετικό ηλεκτρικό ρεύμα. Αν μία συσκευή
πάψει να λειτουργεί, τότε οι υπόλοιπες, που
βρίσκονται σε άλλα κυκλώματα λειτουργούν
κανονικά.
Γι’ αυτό το λόγο οι συνδέσεις των ηλεκτρικών
συσκευών στα σπίτια μας είναι παράλληλες.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.2
Φώτης Τουλιόπουλος
3.
Εγκύκλιος Παιδεία
ΣΥΝΔΕΣΗ ΣΕΣΕΙΡΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ
Οι ηλεκτρικές συσκευές μπορούν να συνδέονται
σε ένα κύκλωμα σε
σειρά
ή παράλληλα.
Όταν συνδέονται σε σειρά, δηλαδή η μια μετά
την άλλη, τότε βρίσκονται στον ίδιο κλάδο
του κυκλώματος και λειτουργούν
χρησιμοποιώντας το ίδιο ηλεκτρικό ρεύμα.
Στη σύνδεση
αυτή όταν μια συσκευή πάψει να λειτουργεί,
τότε και οι άλλες συσκευές που είναι στον ίδιο
κλάδο σταματούν να λειτουργούν.
Όταν συνδέονται παράλληλα, τότε
βρίσκονται σε διαφορετικό κλάδο
τουκυκλώματος και λειτουργούν
χρησιμοποιώντας ξεχωριστά
ηλεκτρικάρεύματα. Στη σύνδεση αυτή όταν μια
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.3
4.
συσκευή πάψει ναλειτουργεί, τότε οι άλλες
συσκευές συνεχίζουν να λειτουργούν κανονικά.
Γι αυτό το λόγο όλες οι οικιακές συσκευές που
βρίσκονται σε ένα σπίτι είναι συνδεδεμένες με
παράλληλη σύνδεση μεταξύ τους, ώστε να
μπορούν να λειτουργούν ακόμα και όταν
κάποια από αυτές χαλάσει.
Σύνδεση σε σειρά και παράλληλη
Διαδραστικό ΚΛΙΚ
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.4
5.
ΑΣΚΗΣΕΙΣ
1. Παρατήρησε τοπαρακάτω κύκλωμα. Πότε θα
σβήσουν και οι τρεις λάμπες;
α) Όταν καεί η Α
β) Όταν καεί η Β
γ) Όταν καεί η Γ
δ) Σε καμιά περίπτωση
Αιτιολόγησε την απάντησή σου
...................................................................................
.......................
2. Ο Μάριος και η Σοφία αγόρασαν λαμπάκια
για δύο χριστουγεννιάτικα δέντρα που θα
στόλιζαν στην Αράχοβα, που είχαν πάει για
διακοπές. Ο Μάριος πήρε λαμπάκια με σύνδεση
σε σειρά και η Σοφία με παράλληλη. Το δέντρο
ποιου από τους δύο ήταν πιο πιθανό ότι θα
ήταν φωτισμένο το βράδυ των Χριστουγέννων;
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.5
6.
ΣΥΝΔΕΣΗ ΣΕ ΣΕΙΡΑΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ
Σύνδεση σε σειρά
Στη σύνδεση σε σειρά οι ηλεκτρικές συσκευές
συνδέονται η μία μετά την άλλη.
Αν αποσυνδέσουμε μία συσκευή, η ροή του
ηλεκτρικού ρεύματος διακόπτεται και οι
υπόλοιπες συσκευές σταματούν να
λειτουργούν.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.6
7.
Τη σύνδεση σεσειρά χρησιμοποιούσαν
παλιότερα στα λαμπάκια του
χριστουγεννιάτικου δένδρου. Τα τελευταία
χρόνια όμως δε χρησιμοποιείται ούτε εκεί γιατί,
κάθε φορά που «καιγόταν» ένα λαμπάκι,
έσβηναν και τα υπόλοιπα.
Παράλληλη σύνδεση
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.7
8.
Στην παράλληλη σύνδεσηοι ηλεκτρικές
συσκευές συνδέονται παράλληλα, έτσι ώστε οι
επαφές κάθε συσκευής να συνδέονται
απευθείας με τους πόλους της πηγής.
Έτσι δημιουργούνται πολλά, ανεξάρτητα
ηλεκτρικά κυκλώματα, οπότε, ακόμη και αν
αποσυνδέσουμε μια συσκευή, οι υπόλοιπες
εξακολουθούν να λειτουργούν.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.8
9.
Οι ηλεκτρικές συσκευέςκαι οι λάμπες στα
σπίτια μας είναι συνδεδεμένες παράλληλα.
Δείτε τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα
κύκλωμα και πώς αυτή σταματά με τη χρήση
ενός διακόπτη:
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.9
10.
ΚΑΝΤΕ ΚΛΙΚ ΣΤΗΝΠΑΡΑΚΑΤΩ ΕΙΚΟΝΑ ΚΑΙ
ΠΡΟΣΠΑΘΗΣΤΕ ΝΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΕΤΕ ΤΟ ΔΙΚΟ
ΣΑΣ ΚΥΚΛΩΜΑ (ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ Ή
ΣΥΝΔΕΣΗ ΣΕ ΣΕΙΡΑ) ΚΑΙ ΔΕΙΤΕ ΤΙ ΘΑ ΣΥΜΒΕΙ
ΑΝ ΑΦΑΙΡΕΣΕΤΕ ΤΟΥΣ ΛΑΜΠΤΗΡΕΣ, ΔΗΛΑΔΗ
ΑΝΟΙΞΟΥΜΕ ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ ΚΑΘΕ ΦΟΡΑ.
Αναρτήθηκε από panbast
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.10
11.
Ταξίδι στη γνώση
ΣΥΝΔΕΣΗΣΕ ΣΕΙΡΑ ΚΑΙ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΣΥΝΔΕΣΗ
Οι ηλεκτρικές συσκευές μπορούν να συνδέονται σε ένα κύκλωμα
σε σειρά ήπαράλληλα.
Στη σύνδεση σε σειρά οι ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται η μία μετά
την άλλη.
Αν αποσυνδέσουμε μία συσκευή, η ροή του ηλεκτρικού ρεύματος
διακόπτεται και οι υπόλοιπες συσκευές σταματούν να λειτουργούν.
Στην παράλληλη σύνδεση οι ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται
παράλληλα, έτσι ώστε οι επαφές κάθε συσκευής να συνδέονται
απευθείας με τους πόλους της πηγής.
Έτσι δημιουργούνται πολλά, ανεξάρτητα ηλεκτρικά κυκλώματα,
οπότε ακόμη κι αν αποσυνδέσουμε μια συσκευή, οι υπόλοιπες
εξακολουθούν να λειτουργούν.
Γι αυτό το λόγο όλες οι οικιακές συσκευές που βρίσκονται σε ένα
σπίτι είναι συνδεδεμένες με παράλληλη σύνδεση
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.11
Σύνδεση σε σειράκαι παράλληλη σύνδεση
Όταν θέλουμε ένα κύκλωμα να περιλαμβάνει δύο λαμπάκια,
έχουμε δύο διαφορετικούς τρόπους να τα συνδέσουμε στο
κύκλωμα: α) σε σειρά και β) παράλληλα
α) Σύνδεση σε σειρά
Σ΄ αυτό τον τρόπο σύνδεσης τα λαμπάκια συνδέονται το ένα
κατόπιν του άλλου. Όταν συνδέσω και τα δύο λαμπάκια η
φωτεινότητα της ακτινοβολίας σε κάθε λαμπάκι μειώνεται. Αν ένα
λαμπάκι καεί ή αφαιρεθεί, τότε θα σταματήσει να φωτοβολεί και
το άλλο λαμπάκι γιατί το κύκλωμα είναι ανοιχτό.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.13
14.
β) Παράλληλη σύνδεση
Σ΄αυτή τη σύνδεση οι επαφές από κάθε λαμπάκι συνδέονται
απευθείας με τους πόλους την ηλεκτρικής πηγής. Η φωτεινότητα
σε κάθε λαμπάκι δε μεταβάλλεται και αν αφαιρέσω το ένα
λαμπάκι ή αν καεί το άλλο θα εξακολουθεί να φωτοβολεί.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.14
blogs.sch.gr/ioporporis/files/2013/01/stnseipar.pdf
6
Μάθημα 2: Παράλληλησύνδεση και σύνδεση σε σειρά
Τάξη: Στ’ Χρόνος: 1 Χ 80’ Οργάνωση τάξης: τετραμελείς ομάδες
Μέσα - Υλικά:
Για κάθε ομάδα: καλώδια, μπαταρίες 1,5V, λαμπτήρες, βάσεις στήριξης λαμπτήρων
Για την τάξη: χριστουγεννιάτικα λαμπάκια
Φύλλα εργασίας
Η/Υ και λογισμικό Virtual Labs Electricity
Βασικές Έννοιες:
Οι ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα σε σειρά ή με παράλληλη
σύνδεση.
Στη σύνδεση σε σειρά: α) Όταν προσθέτουμε περισσότερους λαμπτήρες, η φωτεινότητα
μειώνεται και β) όταν αφαιρεθεί (ή καεί) ένας λαμπτήρας, οι υπόλοιποι σβήνουν.
Στην παράλληλη σύνδεση: α) Όταν προσθέτουμε περισσότερους λαμπτήρες, η φωτεινότητα
παραμένει η ίδια και β) όταν αφαιρεθεί (ή καεί) ένας λαμπτήρας, οι υπόλοιποι συνεχίζουν
να ανάβουν κανονικά.
Γενικοί στόχοι: Οι μαθητές/τριες να:
φτιάχνουν κυκλώματα σε σειρά ή με παράλληλη σύνδεση, χρησιμοποιώντας δύο ή
περισσότερους λαμπτήρες.
περιγράφουν τα χαρακτηριστικά των κυκλωμάτων σε σειρά και τα χαρακτηριστικά των
κυκλωμάτων παράλληλης σύνδεσης.
εξηγούν με επιχειρήματα γιατί οι διάφορες ηλεκτρικές συσκευές συνδέονται με παράλληλη
σύνδεση στην ηλεκτρική εγκατάσταση του σπιτιού.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.30
31.
7
Πορεία – δραστηριότητες:Ικανότητες-κλειδιά
Οι μαθητές/τριες:
1. Παρουσιάζονται στους μαθητές χριστουγεννιάτικα λαμπάκια και
ρωτούνται, αν έχουν υπόψη τους κάποιο πρόβλημα που παρουσιάζεται
συνήθως με τα λαμπάκια του χριστουγεννιάτικου δέντρου. ‘Πολλές
φορές όταν καεί ένα λαμπάκι, σβήνουν όλα’ (Αν είναι δυνατό, γίνεται
πρακτική επίδειξη στην τάξη αφαιρώντας ένα από τα λαμπάκια). ‘Γιατί
πιστεύετε συμβαίνει αυτό; Τι νομίζετε είναι αυτό που επηρεάζει; Με τις
επόμενες δραστηριότητες θα γνωρίσουμε πώς είναι κατασκευασμένα
τα χριστουγεννιάτικα λαμπάκια και θα διερευνήσουμε πιθανούς
τρόπους αντιμετώπισης του πρακτικού αυτού προβλήματος’.
β1. Θέτουν ακριβή και
λογικά ερωτήματα
σχετικά με μια
παρατήρηση ή με μια
εμπειρία, που να
μπορούν να
διερευνηθούν από τις
Φυσικές Επιστήμες,
διατυπώνουν τις
αρχικές τους απόψεις.
α6. Αξιοποιούν τις
επιστημονικές γνώσεις
και τις δεξιότητες
έρευνας σε καθημερινές
καταστάσεις (οικείες και
μη οικείες),
χρησιμοποιούν την
επιστημονική ορολογία.
2. Δίνεται στους μαθητές η οδηγία: ‘Φτιάξετε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα
με τρεις λαμπτήρες, που να προσομοιάζει τον τρόπο με τον οποίο είναι
φτιαγμένα τα χριστουγεννιάτικα λαμπάκια. Δηλαδή, όταν αφαιρώ (ή
όταν καίγεται) ο ένας λαμπτήρας, να σβήνουν και οι άλλοι’ (Φ.Ε.2,
άσκηση 1).
δ3. Σχεδιάζουν μια απλή
έρευνα ή ένα πείραμα.
3. Αφού πετύχουν την κατασκευή του κυκλώματος, ζητείται από τους
μαθητές να συνδέσουν ξανά διαδοχικά ένα-ένα τους τρεις λαμπτήρες.
‘Τι παρατηρείτε για τη φωτεινότητα των λαμπτήρων κάθε φορά που
προσθέτετε τον επόμενο;’ (Φ.Ε. 2, άσκηση 2).
Οι μαθητές καλούνται να δώσουν ένα όνομα στον συγκεκριμένο τρόπο
σύνδεσης των λαμπτήρων. Με τη βοήθεια του/της εκπαιδευτικού
καταλήγουν στον όρο ‘ Σύνδεση σε σειρά’.
Ακολούθως σχεδιάζουν τα κυκλώματα που έφτιαξαν και καταγράφουν
τις παρατηρήσεις τους στο Φύλλο Εργασίας 2.
α2. Μετακινούνται,
παρατηρούν, συλλέγουν
και καταγράφουν
πληροφορίες.
β4. Συνάγουν
συμπεράσματα από τα
δεδομένα που
συλλέγουν.
4. Ζητείται από τους μαθητές να προτείνουν πιθανές λύσεις στο αρχικό
πρόβλημα με τα χριστουγεννιάτικα λαμπάκια, δηλ. να φτιάξουν ένα
ηλεκτρικό κύκλωμα με τρεις λαμπτήρες, έτσι ώστε αν καεί ή αφαιρεθεί
ο ένας από αυτούς, να εξακολουθούν οι υπόλοιποι να παίρνουν
ενέργεια από την μπαταρία (Φ.Ε. 2, άσκηση 3).
δ7. Επανασχεδιάζουν
ένα πείραμα με
τροποποίηση ενός μόνο
παράγοντα σε σχέση με
το αρχικό πείραμα.
β2. Ελέγχουν τις
μεταβλητές μιας
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.31
32.
8
πειραματικής
διαδικασίας.
5. Οι μαθητέςκατασκευάζουν τα κυκλώματά τους. Στη συνέχεια
σχεδιάζουν τα κυκλώματα που έφτιαξαν και καταγράφουν τις
παρατηρήσεις τους στο Φύλλο Εργασίας 2.
Ακολούθως, καλούνται να δώσουν ένα όνομα στο συγκεκριμένο τρόπο
σύνδεσης των λαμπτήρων. Με τη βοήθεια του/της εκπαιδευτικού
καταλήγουν στον όρο ‘Παράλληλη Σύνδεση’.
Συνοψίζοντας, γίνεται συζήτηση στην ολομέλεια της τάξης για τη λύση
του προβλήματος με τα χριστουγεννιάτικα λαμπάκια:
‘Με βάση τις παρατηρήσεις σας στα δύο προηγούμενα πειράματα, πώς
νομίζετε θα ήταν καλύτερα να είναι συνδεδεμένα τα χριστουγεννιάτικα
λαμπάκια; Τεκμηριώστε την απάντησή σας’ (Φ.Ε. 2, άσκηση 4).
β3. Αξιολογούν
πληροφορίες και
δεδομένα, κάνουν
συγκρίσεις
(αντικειμένων
φαινομένων κ.τ.λ.)
ταξινομούν,
αντιστοιχούν.
στ8. Διατυπώνουν
επιχειρήματα υπέρ ή
κατά ενός ή
περισσοτέρων από τα
εναλλακτικά
συμπεράσματα ή λύσεις
με βάση τα διαθέσιμα
στοιχεία και δεδομένα.
6. Οι μαθητές μετακινούνται στους Η/Υ για αξιοποίηση του λογισμικού
‘Εικονικό Εργαστήριo - Ηλεκτρισμός’ (‘Virtual Labs – Electricity’).
Δίνεται η οδηγία:
‘Κατασκευάστε στο εικονικό εργαστήριο ένα κύκλωμα με σύνδεση σε
σειρά και ένα κύκλωμα με παράλληλη σύνδεση (μπαταρία 6V και τρεις
λαμπτήρες 10w στο κάθε κύκλωμα). Στη συνέχεια πατήστε το κουμπί
‘View charges’. Τι παρατηρείτε; Ακολούθως αφαιρέστε ένα λαμπτήρα
από το κάθε κύκλωμα. Τι παρατηρείτε για τη φωτεινότητα των
λαμπτήρων; Τι άλλο παρατηρείτε; Τι παθαίνει το κύκλωμα στην
περίπτωση που καίγεται ένας λαμπτήρας στη σύνδεση σε σειρά;’
(Ανοίγει το κύκλωμα).
ζ2. Αξιοποιούν
εκπαιδευτικό υλικό
πολυμέσων.
ζ6. Κατανοούν τα όρια
των προσομοιώσεων
στην απεικόνιση του
πραγματικού κόσμου
και ότι αυτές απλά
αναπαριστούν μοντέλα
που ερμηνεύουν την
πραγματικότητα.
7. Τέλος, οι μαθητές καλούνται να συζητήσουν στις ομάδες τους και να
απαντήσουν τεκμηριωμένα στις ακόλουθες ερωτήσεις:
Α) ‘Οι διάφορες ηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούμε στο σπίτι, με
ποιο τρόπο συνδέονται στην ηλεκτρική εγκατάσταση του σπιτιού;’.
Β) ‘Οι λάμπες οδικού φωτισμού στους πασσάλους της ΑΗΚ, με ποιο
τρόπο είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο της ΑΗΚ (Φ.Ε. 2, άσκηση 5);’
στ8. Διατυπώνουν
επιχειρήματα υπέρ ή
κατά ενός ή
περισσοτέρων από τα
εναλλακτικά
συμπεράσματα ή
λύσεις. με βάση τα
διαθέσιμα στοιχεία και
δεδομένα.
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.32
33.
9
Επαναφορά κύριων σημείωντου μαθήματος
Επιπρόσθετες δραστηριότητες:
Α) ‘Φτιάξετε ένα κύκλωμα με 4-5 λαμπτήρες χρησιμοποιώντας μικτή
σύνδεση, δηλαδή που να περιλαμβάνει και σύνδεση σε σειρά και
παράλληλη σύνδεση. Ζητήστε από μέλη άλλων ομάδων να μελετήσουν
το κύκλωμα που φτιάξατε και να προβλέπουν κάθε φορά τι θα συμβεί
αν αφαιρέσετε ένα συγκεκριμένο λαμπτήρα από το κύκλωμα’.
Β) Από το βιβλίο: Επιμορφωτικό Υποστηρικτικό Υλικό για την
ενσωμάτωση των ΤΠΕ στη μαθησιακή διαδικασία, Επιστήμη – Δημοτική
Εκπαίδευση, Kidspiration 2.1., Virtual Labs Light & Virtual Labs
Electricity, Παιδαγωγικό Ινστιτούτο Κύπρου (2008), Δραστηριότητες 12
& 13, σ.123-134.
Γ) ‘Φτιάξετε μια αφίσα ή μια παρουσίαση στον Η/Υ στην οποία να
απεικονίζονται δύο κυκλώματα, ένα με σύνδεση σε σειρά και ένα με
παράλληλη σύνδεση. Στην αφίσα/παρουσίασή σας να περιγράψετε
συνοπτικά τα χαρακτηριστικά του κάθε κυκλώματος. Παρουσιάστε την
εργασία σας στην τάξη’.
α7. Αξιοποιούν τις
επιστημονικές γνώσεις
για την αναγνώριση
ενός παραδείγματος,
την επινόηση μιας
εφαρμογής, την
κατασκευή μιας
συσκευής, μιας
συνδεσμολογίας, κτλ.
ζ2. Αξιοποιούν
εκπαιδευτικό υλικό
πολυμέσων.
δ5. Αναπαριστούν
δεδομένα σε
ζωγραφιές, χάρτες,
πίνακες, διαγράμματα,
γραφικές απεικονίσεις ή
ερμηνεύουν ζωγραφιές,
χάρτες, πίνακες,
διαγράμματα, γραφικές
απεικονίσεις
Επιμέλεια: Χρήστος Χαρμπής http://e-taksh.blogspot.gr σελ.33