Samfundets elektriske energiforsyning
Niveau:
9. klasse
Varighed:
8 lektioner
Præsentation:
I forløbet ”Samfundets elektriske energiforsyning” arbejdes der med induktion, transformation og
kraftværkers og vindmøllers energiomsætninger. Forløbet bygger videre på flere tidligere forløb i fysikkemifokus.dk, se afsnittet ”Elevernes baggrundsviden” længere nede.
Forløbet består af 4 fagtekster, 27 opgaver og 11 aktiviteter. Derudover er der Videnstjek.
Baggrundsviden og progression:
Elevernes baggrundsviden
”Samfundets elektrisk energiforsyning” bygger på følgende begreber fra tidligere forløb:
-
”Elektricitet” 7. klasse
-
Strømstyrke, spændingsforskel, effekt, resistans og elektrisk energi.
-
”Magnetisme” 7. klasse
-
Nordpol, sydpol, permanent magnet, magnetiske feltlinjer, elektromagnetisme og gribereglen.
-
”Energi” og ”Energiteknologi” 8. klasse.
Energiformer, elektrisk energi, kinetiske energi, varmeenergi, strålingsenergi, varmetab, energikilde,
energimodtager, vedvarende energi, lagerenergi, vindmøller og energiomsætninger.
Det er helt centralt for elevernes arbejde med ”Samfundets elektriske energi”, at de er fortrolige med
begrebet elektromagnetisme, og forløbet indledes derfor med en kort repetition af centrale begreber i
elektromagnetisme.
1
Klassen kan evt. kan gå mere i dybden med elektromagnetisme ved at arbejde med fagteksten
”Elektromagnetisme” og dertil hørende opgaver og aktiviteter under forløbet ”Magnetisme” i 7. klasse.
Andre kommentarer
Eleverne kan have forskelligt læringsudbytte af forsøgene.
Nogle elever vil erfare, at det er muligt at skabe store spændinger og strømstyrker med en transformer.
Andre elever vil ud fra transformerligningen Up · Ip = Us · Is kunne se, hvordan hvor en lav spænding på
sekundærsiden resulterer en i høj strømstyrke på samme side. Endelig vil nogle elever kunne foretage
beregninger ud fra transformerligningen.
Begreber fra læseplanen
I forløbet er medtaget alle begreber, der er relateret til samfundets elektriske energiforsyning fra
forenklede Fælles Mål.
-
Påvise sammenhænge mellem magnetisme og elektricitet
-
Undersøge metoder til at producere elektricitet ved hjælp af magneter
-
Kende begreberne strømstyrke, spændingsforskel, resistans, energi og effekt
-
Forståelse af samfundets energiforsyning gennem induktion, transformation og produktion af
fjernvarme
-
Modeller til forståelse af elektromagnetisme, induktion og transformation
-
Anvende, udvikle og vurdere energikæder fx af samfundets energiforsyning fra kraftværk til
forbruger
2
-
Forstå anlæggets funktioner, sammenhænge og udfordringer og på den baggrund kunne forestå
ændringer af forhold på anlægget
-
Perspektivere til energiomsætninger i forskellige energikrævende teknologier fra hverdagen fx
opladning af mobilen eller apparater i hjemmet
3
Overblik over forløbet:
Fagtekst 1: Magnetisme og elektrisk strøm
Læringsmål
Faglige begreber
Opgaver
Aktiviteter
Tegn på læring
Eleverne kan forklare
Elektromagnetisme
1a-c. En
1. En stærk
1. Eleven kan ud fra
elektromagnets poler
elektromagnet
forlæg beskrive, hvordan en
2a-b. En
2. Fremstil strøm ved
elektromagnets styrke
induktion
3. Elektromagnetisme
3. Induktion – grublerier
sammenhængen
mellem magnetisme og
elektrisk strøm.
Eleverne kan forklare
Elektromagnet
Gribereglen
Magnetiske feltlinjer
begrebet induktion.
ændring af et magnetfelt kan
2. Eleven beskriver med egne ord,
Induktion
begreber
Induktionslygte
4. En stærk
Eleverne kan forklare,
hvordan en
induktionslygte og et
skabe en elektrisk strøm
4. Høj
feltlinjer i og omkring spolen
induktionsspænding
skaber en induktionsspænding.
5. Induktionsoplader til
3. Eleven forklarer, hvordan der
mobilen
skabes en induktionsspænding
elektromagnet
Induktionskomfur
induktionskomfur
5. En
fungerer.
induktionsspænding
hvordan ændringer i magnetiske
over en spole, og hvordan
induktion anvendes i en
6. En induktionslygte
7. Et induktionskomfur
4
induktionslygte og et
induktionskomfur.
Fagtekst 2: Vekselstrømsgeneratoren
Læringsmål
Faglige begreber
Opgaver
Aktiviteter
Tegn på læring
Eleverne kan forklare,
Generator
8. Generatorens dele
6. En generator
Eleven beskriver ud fra forlæg,
omsætter energi
hvordan en generator producerer
Stator
9. En vindmølles
hvordan en generator
fungerer.
energiomsætninger
Eleverne kan forklare,
hvordan begreberne
Rotor
Energiomsætning
Elektrisk energi Kinetisk
vekselspændingskurven.
energi
Eleven forklarer med egne ord,
frekvens
hvordan en transformer er
opbygget og fungerer.
13. Periodetider
Periode
14. Frekvensen
Periodetid
15. Frekvensen på
Frekvens
5
opbygget og fungerer.
energi
12. Enheden for
Vekselspændingskurven
periodetid og frekvens.
Eleven forklarer ud fra forlæg,
hvordan en generator er
8. Overførsel af elektrisk
11. En periode
at relatere til
sammenhæng mellem
Vekselspændingskurven
10. Spændingskurver
periode og frekvens ved
Eleverne kender
strøm.
7.
kraftværkerne
Fagtekst 3: Transformation
Læringsmål
Faglige begreber
Opgaver
Aktiviteter
Tegn på læring
Eleverne kan forklare,
Transformer
16. Forkortelser af
9. Spændingerne på en
Eleven kan ud fra forlæg bygge en
transformerbegreber
transformer
transformer og få den til at
17. Transformeren
10. Transport af elektrisk
hvordan en transformer
er opbygget og
fungerer.
Eleverne kender og kan
Primærside
Sekundærside
energi
18a-d.
Transformation
bruge
transformerligningen.
fungere.
Magnetiske feltlinjer
Transformerens
spændinger og
Eleven kan ud fra forlæg
undersøge, hvordan en
transformer kan ændre
spændinger.
vindinger
Eleverne kender
eksempler på
anvendelse af
transformere.
Højspænding
Eleven kan i praksis undersøge,
19. Transformeren
på kraftværkerne
transporteres med mindre
20. Spændinger på
energitab ved hjælp af
el-nettet
transformation.
21. Mobilens
strømforsyning
6
hvordan elektrisk energi kan
Fagtekst 4: Danmarks elforsyning
Læringsmål
Faglige begreber
Opgaver
Aktiviteter
Tegn på læring
Eleverne kan forklare,
Kraftværk
22. Energikilder
11. Overskydende
Eleven kan ud fra forlæg fortælle,
elektrisk energi fra
hvilke dele et kraftværk er
Turbine
23. Kraftværkets
vindmøller
ombygget af.
hvordan den elektriske
energi produceres i
Danmark, og hvilke
opbygning
Varmeveksler
udfordringer det giver.
Energiomsætning
Eleverne kan forklare et
kraftværks og et
kraftvarmeværks
hvilke funktioner de enkelte dele
på kraftværket har, og hvordan
energien omsættes.
El-net
Eleven med egne ord forklare,
El-produktion
Eleverne kan forklare,
net er opbygget.
funktion
Energitab
funktioner.
hvordan det danske el-
Eleven kan ud fra forlæg forklare,
24. Kraftværkets
hvordan et kraftværk og et
kraftvarmeværk fungerer,
Fjernvarme
herunder
hvilke energiomsætninger der
finder sted og hvilket energitab
der er.
7
8