Kun jij water sturen net zoals de Avatar?
Ondertitel
Practicum Elektrische Velden
Kun jij water sturen net zoals de Avatar?
1 / 21
volgende
Slide 1: Tekstslide
NatuurkundeMiddelbare schoolhavo, vwoLeerjaar 5,6

In deze les zitten 21 slides, met interactieve quiz en tekstslides.

time-iconLesduur is: 10 min
Dit is niet oké

Introductie

Laat je leerlingen zelf ontdekken hoe elektrische velden werken! In dit hands-on practicum gaan ze actief aan de slag met elektrische ladingen en ervaren ze hoe geladen voorwerpen elkaar kunnen aantrekken en afstoten. Door zelf te experimenteren maken leerlingen kennis met elektrische krachten.

Instructies

Voorkennis van leerlingen
De les vraagt geen specifieke voorkennis van leerlingen.

Voorbereiding van de docent
Neem de les een keer door.
Zorg voor alle materialen voor het practicum:
  • een ballon
  • kleding of doek, liefst van wol
  • kraan in de buurt
  • een telefoon of camera om een video op te nemen
  • pen, stiften en papier

Leerdoelen/vaardigheden
De leerling kan de werking van ladingen generaliseren;
De leerling weet hoe je een dipool van water moet schetsen.
De leerling kan uitleggen hoe elektrische velden een gelimiteerde veldkracht hebben.

Aansluiting curriculum
Deze les sluit aan bij de domeinen van natuurkunde:
Domein D – Lading en veld
Subdomein D2 – Elektrische en magnetische velden

Het practicum kan ook worden gecombineerd met andere practica van 4TU.Schools. Zo kun je verschillende practica naast elkaar aanbieden in de vorm van een practicumcarrousel.

Feedback
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!
ut.onl/docent4tu

Onderdelen in deze les

Ondertitel
Practicum Elektrische Velden
Kun jij water sturen net zoals de Avatar?

Slide 1 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Informatie voor de docent
Benodigdheden
Zet het vinkje 'toon bij leerling' aan
Toon notities bij elke dia
Navigeren door de les
Vooraf
Verdeel de leerlingen in groepjes van 2 leerlingen.

Alle materialen voor het practicum
Een camera voor iedere groep
Pen, stiften en papier
Materialenlijst (per groep)
  • Een kraan in de buurt
  • Een ballon
  • Een doek, liefst van wol

Slide 2 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Leerdoelen
Na deze les...

  • kan je de werking van ladingen generaliseren;
  • weet je hoe je een dipool van water moet schetsen.
  • kan je uitleggen hoe elektrische velden een gelimiteerde veldkracht hebben.

Slide 3 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Ladingen: aantrekking 
en afstoting
De wereld bestaat grotendeels uit twee typen ladingen: positief en negatief. De wereld wil een netto nul lading hebben. Daarom stoten gelijkwaardige ladingen elkaar af, en trekken tegenovergestelde ladingen elkaar aan.

Slide 4 - Tekstslide

Deze slide nog revisen
Les 1. Wat is creativiteit?
Ballonnen en ladingen
Een ballon kan zich gedragen als een lading. Wanneer jij een ballon over je kleding heen wrijft merk je dat deze een lading krijgt. Dit is onder meer een vorm van statische oplading van de ballon.

Deze oplading komt door het overdragen van elektronen van jouw kleding of een doek naar de ballon. Het materiaal van de ballon trekt graag elektronen aan. Deze verdelen zich over de oppervlakte van de ballon.

Slide 5 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies


Vraag
Hoe ziet een watermolecuul er uit?
A
B
C
D

Slide 6 - Quizvraag

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
De opmaak van water
Water heeft niet-gelijkwaardig verdeelde elektronen tussen waterstof en zuurstof. Er ontstaat een dipool (ladingsverschil) in de molecuul, wat effect heeft aan beide kanten. Dit zorgt voor het bindkracht van water: de waterstofbrug.

Slide 7 - Tekstslide


Water heeft niet-gelijkwaardig verdeelde elektronen tussen waterstof en zuurstof. Er ontstaat in de molecuul een dipool (ladingsverschil) aan beide kanten. Dit zorgt voor het bindkracht in water: de waterstofbrug.
De Opmaak van Water
Het plaatje bovenaan laat een dipool zien van water. Omdat het zuurstofdeeltje meer elektronen behoudt drukt het de meer positief geneigde waterstofdeeltjes naar een kant. Dit veroorzaakt een ladingsverschil, waar de kant van het zuurstofdeeltje meer negatief geladen is. Zo kan water met elkaar binden, de elektrische velden zijn sterk genoeg om ze zonder een atoombinding te verbinden.
Practicum Water sturen

Slide 8 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Wat heb je nodig?
  1. Een ballon
  2. Jouw eigen kleding, liefst een wolle trui
  3. Een camera/ telefoon voor video-opname
  4. Een kraan in de buurt

Slide 9 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
De control casus
  1. Zet de kraan aan tot er een kleine straal uitloopt
  2. Houd de ballon bij de kraan in de buurt
  3. Wat gebeurt er? Zou je verwachten dat er iets gebeurt
  4. Neem het op in een filmpje met de camera
  5. Leg uit wat er gebeurt, gebruik hiervoor een tekening

Slide 10 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
De waterstuurder
  1. Wrijf nu met de ballon over je kleren heen
  2. Houdt de ballon weer bij de kraan
  3. Wat gebeurt er? Is er iets verandert ten opzichte van net?
  4. Als er iets veranderd is, waardoor komt dit?
  5. Neem het op in een filmpje met de camera
  6. Leg uit wat er gebeurt, gebruik hiervoor een tekening

Slide 11 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
De waterstuurder
  1. Wrijf nogmaals met de ballon over je kleren heen
  2. Zet de kraan nu wat harder, zorg voor een sterke stroom
  3. Houdt de ballon nogmaals bij de kraan
  4. Wat gebeurt er nu? Is er nog een verandering?
  5. Documenteer dit nogmaals in de video
  6. Leg het nogmaals uit met een tekening

Slide 12 - Tekstslide

Het is hier erg belangrijk dat de leerlingen begrijpen dat een elektrisch veld niet oneindig sterk is. Daarom zien wij dat de ballon geen effect meer heeft op de straal.
Uitleg
Practicum

Slide 13 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Ladingloze ballon
Wij zien dat een veel objecten een netto nul lading wil hebben. De ballon heeft aan het begin van het experiment geen elektronen opgenomen of afgegeven dus is deze netto lading nul. Bij het in de buurt houden van water heeft dit dus geen invloed.

Slide 14 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Watersturende kracht
Bij het wrijven van de ballon over kleding trekt dit elektronen aan. Dit wordt veroorzaakt door, onder meer, het tribo-elektrisch effect. De ballon krijgt hierdoor een netto negatieve lading wat verspreid is over de ballon.

Bij het in de buurt brengen van de ballon bij het straaltje water, zullen de dipolen van de watermoleculen aangetrokken worden naar de ballon. De ballon zorgt dus dat de waterstraal buigt.
Meer over tribo-elektrica
<div>Verschillende materialen hebben verschillende elektron-affiniteiten. Wanneer twee materialen met een hoog verschil in affiniteit tegen elkaar aan worden gewreven worden er elektronen overgebracht van het ene naar het andere materiaal.</div><div><br></div><div>Meer info via: DOI:10.1007/s40544-018-0217-7</div>

Slide 15 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Te veel water
Nu hebben wij de kraan wat harder gezet en zien wij dat het effect niet meer zichtbaar is. De veldsterkte van de negatief geladen ballon is gelimiteerd.

Er zijn namelijk te veel moleculen en de waterstraal stroomt te snel. Hierdoor uit de ballon niet genoeg aantrekkingskracht op de straal dus buigt hij niet.

Slide 16 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Geïnspireerd
Wellicht vond je dit een interessante les. 
Klik dan eens op onderstaande vervolgopleidingen:
Technische natuurkunde
<div><a href="https://www.utwente.nl/en/education/bachelor/programmes/applied-physics/">Applied Physics</a> - Universiteit Twente</div><a href="https://www.tudelft.nl/onderwijs/opleidingen/bachelors/tn/bsc-technische-natuurkunde">Technische Natuurkunde</a>&nbsp;- TU Delft<div><a href="https://www.tue.nl/studeren/bachelor-college/bachelor-applied-physics">Applied Physics</a> - TU Eindhoven</div><div><br></div><div><div></div></div>
Electrical Engineering
<div><a href="https://www.utwente.nl/en/education/bachelor/programmes/electrical-engineering/">Electrical Engineering</a> - UTwente</div><a href="https://www.tue.nl/studeren/bachelor-college/bachelor-electrical-engineering">Electrical Engineering</a> - TU Eindhoven<div><a href="https://www.tudelft.nl/onderwijs/opleidingen/bachelors/ee/bsc-electrical-engineering">Electrical Engineering</a> - TU Delft</div>

Slide 17 - Tekstslide

Toelichting
Deze dia is bedoeld om leerlingen te helpen zich te oriënteren op vervolgopleidingen, hoewel dat vaak nog een ver-van-mijn-bed-show is. Onbekend maakt onbemind en op deze manier maken ze kennis met wellicht onbekende studierichtingen.

Les 1. Wat is creativiteit?
Gefeliciteerd!
Nu kun je...

...de werking van ladingen generaliseren;
...een dipool van water schetsen;
...uitleggen hoe elektrische velden een gelimiteerde veldkracht hebben.

Slide 18 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!

Feedback gevraagd

Slide 19 - Tekstslide

Link naar vragenlijst voor leerlingen: 

ut.onl/leerling4tu 
Les 1. Wat is creativiteit?
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!

Feedback gevraagd
Vragenlijst voor docenten

Slide 20 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies

Les 1. Wat is creativiteit?
Check www.4tuschools.nl voor meer inspirerende lessen!

Slide 21 - Tekstslide

Deze slide heeft geen instructies