Electrolab

Förberedelser

Komponenter

Electrolab erbjuder komponenter för att utforska elektricitet via hands-on experiment. Dessa omfattar:

• 1 motor
• 1 fläktblad
• 1 fläktställ
• 1 motorhållare
• 1 basplatta
• 1 LED-lampa
• 1 kopplingsplatta
• 1 metallplatta
• 4 fjäderkontakter
• 1 motstånd
• 1 plastplatta
• 1 duk
• 1 summer
• 1 lång järnstång
• 1 koppartråd
• 1 motorspiral
• 1 metallnål
• 2 gungbrädeben
• 1 justerskruv
• 1 fjäder till justerskruv
• 1 knopp till justerskruv
• 1 handtag till justerskruv
• 1 skruvhållare
• 1 mutter
• 1 klocka
• 1 klockställ
• 1 emaljisolerad tråd
• 1 lås till järnstång
• 1 hammare
• 1 hammarstopp
• 1 hammarställ
• 1 kort järnstång
• 1 metallhållare
• 1 sandpapper
• 1 spole
• 1 ljussensor
• 1 solpanel
• 1 diod
• 1 magnet

För experimenten krävs 2 stycken 1,5 V AA-batterier (ingår inte). Placera batterierna i facket med rätt polaritet enligt illustration 5 i manualen.

Grundläggande kretsuppbyggnad

Många experiment bygger på basplattan som bas. Fäst fjäderkontakterna på basplattan med hjälp av kopplingsplattan och metallplattan. Koppla sladdar till fjäderkontakterna: röd sladd till pluspolen och svart sladd till minuspolen. Verifiera kretsen genom att sluta den och lyssna på summerns signal för att bekräfta att allt fungerar.

Experiment 1: Statisk elektricitet

Material

• 1 plastplatta
• 1 duk
• Extra: 1 ansiktsservett

Steg

1. Dela upp ansiktsservetten i små bitar på ungefär 6x5 mm och placera dem på bordet.
2. Gnugga plastplattan mot duken runt 20 gånger. Håll sedan plattan nära servettbitarna och observera effekten.

Förklaring

All materia består av atomer med protoner, neutroner och elektroner. I neutrala atomer balanseras protoner och elektroner. Genom friktion överförs elektroner mellan ytor, vilket skapar laddningar. Olika laddningar dras till varandra, medan liknande laddningar stöter bort. Plastplattan får negativ laddning från duken, som lockar till sig den neutrala servetten. Vid beröring överförs elektroner, och repulsion uppstår när båda blir negativt laddade.

Experiment 2: Ledare och isolatorer

Material

• 1 basplatta
• 3 fjäderkontakter
• 1 plastplatta
• 1 duk
• 1 summer
• Extra: 1 gem, tygbitar och vardagliga föremål

Steg

1. Fäst tre fjäderkontakter på basplattan med kopplingsplattan och metallplattan. Koppla röd batterisladd till den vänstra kontakten och svart till den högra.
2. Anslut summerns röd sladd till kontakt 1 och svart till 3. Koppla batterilådans röd sladd till 2 och svart till 3.
3. Inför 2 AA-batterier med rätt polaritet.
4. Koppla loss röd sladd från plats 1 och testa genom att vidröra plats 2 med metall för att höra summern.
5. Placera ett gem mellan kontakterna på plats 1 och 2. Lyssna efter summerns signal.
6. Ersätt gemet med en tygbit och notera skillnaden.
7. Prova med plastplattan och testa sedan med föremål från omgivningen.

Förklaring

En komplett krets behövs för att elektricitet ska strömma och aktivera summern. Ledande material som gem tillåter fritt flöde, medan isolerande material som tyg och plast hindrar det. Gemmet sluter kretsen och möjliggör ström från batteriets pluspol genom summern till minuspolen.

Experiment 3: Tillverka en fläkt

Material

• 1 motor
• 1 fläktblad
• 1 fläktställ
• 1 motorhållare
• 1 basplatta
• 1 kopplingsplatta
• 1 metallplatta
• 3 fjäderkontakter

Steg

1. Fäst tre fjäderkontakter på basplattan med kopplingsplattan och metallplattan. Koppla röd batterisladd till vänstra kontakten och svart till högra.
2. Placera motorn i motorhållaren.
3. Sätt motorhållaren i fläktstället.
4. Fäst fläktbladet på motorns axel och montera enheten på basplattan. Koppla motorns röd sladd till mittkontakten och svart till högra.
5. Se till att kopplingsplattan inte rör metallplattan nedanför. Inför 2 AA-batterier. Aktivera strömbrytaren för att starta fläkten.

Förklaring

Motorn startar när ström passerar genom spiralen och interagerar med magnetfältet, vilket ger rotation. Fläktbladet förvandlar denna rörelse till luftströmmar.

Experiment 4: Motstånd

Material

• 1 motor
• 1 fläktblad
• 1 fläktställ
• 1 motorhållare
• 1 basplatta
• 1 kopplingsplatta
• 1 metallplatta
• 4 fjäderkontakter
• 1 motstånd

Steg

1. Fäst fyra fjäderkontakter på basplattan med kopplingsplattan och metallplattan. Koppla röd batterisladd till plats 1 och svart till plats 3.
2. Anslut motståndet till kontakterna på plats 3 och 4.
3. Placera motorn i motorhållaren och sätt i fläktstället.
4. Fäst fläktbladet på axeln och montera på basplattan. Koppla motorns röd sladd till plats 2 och svart till plats 4.
5. Säkerställ att kopplingsplattan inte kontaktar metallplattan. Inför 2 AA-batterier. Aktivera strömbrytaren och notera fläktens hastighet.
6. Stoppa fläkten, koppla loss motorns svarta sladd från plats 4 och anslut till plats 3. Starta igen och jämför hastigheten.

Förklaring

Motståndet kopplas i serie och minskar strömflödet, vilket saktar ner fläkten. Utan motstånd strömmar elen obehindrat och fläkten roterar fortare. Större motstånd ger lägre strömstyrka.

Experiment 5: Diod

Material

• 1 motor
• 1 fläktblad
• 1 fläktställ
• 1 motorhållare
• 1 basplatta
• 1 kopplingsplatta
• 1 metallplatta
• 4 fjäderkontakter
• 1 diod

Steg

1. Följ steg 1-5 från experiment 4, men använd dioden istället för motståndet. Koppla diodens röd sladd till plats 3 och svart till plats 4.
2. Inför 2 AA-batterier. Aktivera strömbrytaren och observera fläkten.
3. Vänd diodens sladdar: röd till plats 4 och svart till plats 3. Aktivera igen.

Förklaring

Dioden släpper igenom ström bara i en riktning, från anoden (röd sladd) till katoden (svart sladd). I korrekt läge flödar strömmen och fläkten rör sig. I omvänd läge stoppas flödet.

Experiment 6: Tillverka en lampa

Material

• 1 basplatta
• 1 LED-lampa
• 1 kopplingsplatta
• 1 metallplatta
• 4 fjäderkontakter
• 1 motstånd

Steg

1. Fäst fyra fjäderkontakter på basplattan med kopplingsplattan och metallplattan. Koppla röd batterisladd till plats 1 och svart till plats 4.
2. Anslut motståndet till plats 2 och 3.
3. Koppla LED-lampans röd sladd till plats 2 och svart till plats 4.
4. Inför 2 AA-batterier. Aktivera strömbrytaren för att tända lampan.
5. Byt LED-lampans sladdar och aktivera igen.

Förklaring

LED-lampan lyser när ström flödar genom den i rätt riktning. Den fungerar som en diod och kräver lite energi. Färgen bestäms av materialet i halvledaren. I fel riktning lyser den inte.

Experiment 7: Tillverka en morsemaskin

Material

• 1 basplatta
• 1 kopplingsplatta
• 1 metallplatta
• 3 fjäderkontakter
• 1 summer

Steg

1. Fäst tre fjäderkontakter på basplattan med kopplingsplattan och metallplattan. Koppla röd batterisladd till vänstra kontakten och svart till högra.
2. Anslut summerns röd sladd till mittkontakten och svart till högra.
3. Inför 2 AA-batterier. Aktivera strömbrytaren för att höra signalen.
4. Använd strömbrytaren för att sända meddelanden med hjälp av morsetabellen.

Förklaring

Morsekod använder korta signaler (punkter) och långa signaler (streck) för att förmedla budskap. Tider: punkt 1 enhet, streck 3 enheter, paus mellan tecken 1 enhet, mellan bokstäver 3 enheter, mellan ord 7 enheter. Summern ger ljud för signalerna. Exempel: SOS är ••• ––– •••.

Morsetabell

A • –
B – • • •
C – • – •
D – • •
E •
F • • – •
G – – •
H • • • •
I • •
J • – – –
K – • –
L • – • •
M – –
N – •
O – – –
P • – – •
Q – – • –
R • – •
S • • •
T –
U • • –
V • • • –
W • – –
X – • • –
Y – • – –
Z – – • •
1 • – – – –
2 • • – – –
3 • • • – –
4 • • • • –
5 • • • • •
6 – • • • •
7 – – • • •
8 – – – • •
9 – – – – •
0 – – – – –
Punkt • – • – • –
Komma – – • • – –
Snedstreck – • • – •
Plus • – • – •
Lika med – • • • –
Fråga • • – – • •
Startparentes – • – – •
Slutparentes – • – – • –
Bindestreck – • • • • –
Citat • – • • – •
Understrykning • • – – • –
Ensamt citat • – – – – •
Kolon – – – • • •
Semikolon – • – • – •
Dollartecken • • • – • • –
Varning • – • • –
Fel • • • • • • • •
Upprepning • • • •

Experiment 8: Ljussensor

Material

• 1 basplatta
• 3 fjäderkontakter
• 1 summer
• 1 ljussensor
• Extra: En ficklampa

Steg

1. Upprepa steg 1-2 från experiment 7, men utan kopplingsplatta och metallplatta.
2. Koppla ljussensorns röd sladd till vänstra kontakten och svart till mitten.
3. Anslut summerns röd sladd till högra kontakten.
4. Inför 2 AA-batterier. Rikta ficklampan mot sensorn och lyssna på summern.

Förklaring

Ljussensorn justerar sitt motstånd efter ljusnivån: mer ljus minskar motståndet. Detta sluter kretsen och aktiverar summern. Sensorn används i system som automatiska belysningar som tänds vid mörker.

Experiment 10: Tillverka en elektromagnet

Material

• 1 lång järnstång
• 1 koppartråd
• 1 basplatta
• 2 fjäderkontakter
• Extra: Några gem

Steg

1. Linda koppartråden kring järnstången och lämna cirka 30 mm fritt i varje ände.
2. Fäst två fjäderkontakter på basplattan. Koppla röd och svart batterisladd till dem.
3. Anslut trådens ändar till kontakterna.
4. Inför 2 AA-batterier. För stången nära gemmen och observera.
5. Koppla loss en trådänd och testa igen.

Förklaring

Ström i koppartråden genererar ett magnetfält kring järnstången. Fältets styrka växer med strömmen och antal lindningar. Elektromagneten kan stängas av genom att avbryta strömmen och blir ofta kraftigare än fasta magneter i samma storlek.

Experiment 11: Tillverka en motor

Material

• 1 basplatta
• 1 motorspiral

Steg

1. Använd basplattan som grund och fäst komponenter enligt tidigare motorbygge, som i fläktexperimenten.
2. Integrera motorspirallen för att skapa elektromagnetisk interaktion.
3. Koppla sladdar till fjäderkontakter: röd till plus och svart till minus.
4. Inför 2 AA-batterier med rätt polaritet.
5. Aktivera strömbrytaren och observera spiralens rotation.

Förklaring

Motorn drivs av ström som passerar genom spiralen och skapar ett magnetfält som interagerar med permanenta magneter. Denna interaktion ger kontinuerlig rotation genom växlande fält. Bygget visar hur elektricitet omvandlas till mekanisk rörelse.