EL-DIAGNOS B STRÖMMODELLER
Vid undersökningar av hur elever resonerar om elektriska kretsar har fyra strömmodeller framkommit. De illustreras schematiskt nedan. Modell A är linjär.
Det är fråga om att åstadkomma en förbindelse mellan batteri och komponent, i analogi med att man ansluter en hushållsapparat med en sladd till uttaget i väggen.
Strömmen går alltså en väg från källa till en förbrukare. I modell B ingår en plusström och en minusström. Då de t.ex. kolliderar i en lampas glödtråd alstras ljus och värme. Modell C innehåller en cirkulationsidé, men strömmen förbrukas i anslutna komponenter och minskar därför mer och mer. Enligt modell D är strömmen densamma i kretsen. Den bevaras alltså, vilket skolfysiken försöker klargöra.
Uppgifterna i diagnosen prövar i vilken utsträckning eleverna använder dessa fyra modeller då de löser olika uppgifter.
En annan aspekt av elevernas förståelse av el-kretsar är att de föreställer sig att
strömmen påverkas i tur och ordning av de kretselement den träffar på. Om en
förändring görs t.ex. av ett motstånd, så påverkas strömmen först när den kommer
fram till motståndet. Med andra ord kan man säga, att en förändring på ett ställe i
kretsen har konsekvenser nedströms, men inte uppströms. Man brukar kalla detta
sätt att resonera för ”sekvenstänkande”. En uppgift som prövar om eleven
använder sekvenstänkande eller ej ingår i diagnosen.
1. Hur går strömmen i kretsen?
Ringa in den bild du anser vara bäst och förklara ditt svar!
2. De två lamporna
Två lampor är kopplade till ett batteri så som figuren visar. Lamporna är lika. Båda lamporna lyser. Men hur? Sätt ett kryss:
A lyser starkare än B.
B lyser starkare än A.
A och B lyser lika starkt.
Hur förklarar du detta? Sätt ett kryss:
A förbrukar det mesta av strömmen. Det blir inte så mycket kvar till B.
B förbrukar det mesta av strömmen. Det blir inte så mycket kvar till A.
A och B delar på strömmen.
Den elektriska strömmen är den samma överallt i kretsen.
3. Hur lyser lamporna i serien?
Tre likadana lampor är kopplade till ett batteri. Alla lampor lyser.
Vad gäller om lampornas ljusstyrka? Sätt ett kryss!
A lyser starkast, B svagare och C svagast.
C lyser starkast, B svagare och A svagast.
B lyser starkast. A och C lyser svagare än B, men jämfört med varandra lika starkt.
All tre lamporna lyser lika starkt.
Hur förklarar du detta? Sätt ett kryss:
Varje lampa förbrukar en del ström, så det blir mindre kvar till nästa.
Strömmen delas mellan de tre lamporna.
Strömmen är densamma över allt i kretsen.
Strömmen blir svagare och svagare ju längre bort från batteriet den kommer.
Det går ström från de båda polerna på batteriet. Dessa två strömmar möts i lampa B.
4. Kretsen med en motor
En liten motor (M) är ansluten till ett batteri så som figuren visar. Vad kan man säga om strömmen i punkt A och i punkt B? Sätt ett kryss!
Strömmen är densamma i A och B.
Det är ström i både A och B. Strömmen är större i A än i B.
Det är ström i både A och B. Strömmen är större i B än i A.
Det är ström i A men ingen ström i B.
Det är ström i B men ingen ström i A.
Hur förklarar du detta? Sätt ett kryss!
Strömmen är densamma i hela kretsen.
Motorn förbrukar ström, men inte allt.
Motorn förbruk all ström.
Strömmen har försvagas när den går genom motorn.
Det går ström från de båda polerna från batteriet. Dessa två strömmar möts i motorn.
5. Lampan och motstånden
Bilden visar en elektrisk krets. R1 och R2 är två motstånd som kan öka eller minska. Lampan lyser.
Tänk dig att strömmen går från plus till minus. Vad kommer att hända med ljusstyrkan på lampan om motståndet R1 ökar? Sätt ett kryss!
Ljusstyrkan kommer att öka minska vara oförändrad Förklara ditt svar!
Vad kommer att hända med ljusstyrkan på lampan om motståndet R2 ökar? Sätt ett kryss
Ljusstyrkan kommer att öka minska vara oförändrad
Förklara ditt svar!
6. Olika lampor
Två olika lampor är kopplade till ett batteri så som vänstra delen av figuren visar. Lampa A lyser starkt, lampa B svagt.
Lamporna kastas om så som den högra delen av figuren visar. Vad gäller nu om lamporna ljusstyrka?
Den är samma som förut. Lampa A lyser starkt och B svagt.
Den är nu tvärtom. Lampa A lyser svagt och lampa B starkt.
Båda lamporna lyser nu starkt.
Båda lamporna lyser nu svagt.
