Have you ever wondered about the difference between batteries and electricity from wall outlets, or how to make a circuit?
You’ll learn about electrons and electrical current, batteries, circuits, and more on this page!
Circuit Science Projects
Build a Circuit
How to make a circuit? A circuit is a path that electricity flows along. It starts at a power source, like a battery, and flows through a wire to a light bulb or other object and back to other side of the power source. You can build your own circuit and see how it works with this project!
What You Need:
- Small light bulb (or a flashlight bulb)
- 2 batteries (with the correct voltage for your light bulb)
- 2 alligator clip wires or aluminum foil*
- Paper clips
- Electrical tape (Scotch®tape also works)
- Bulb holder (optional)
- Battery holders (optional**)
*To use foil instead of wires, snijd 2 stroken van elk 6″ lang en 3″ breed. Vouw elke strook strak langs de lange kant om er een dunne strook van te maken.)
**Om paperclips te gebruiken in plaats van batterijhouders, plak je een uiteinde van een paperclip aan elk uiteinde van je batterij met dunne stroken tape. Verbind dan je draden met de paperclips.
Deel 1 – Een schakeling maken:
- Verbind een uiteinde van elke draad met de schroeven aan de onderkant van de lamphouder. (Als je folie gebruikt, vraag dan een volwassene om je te helpen elke schroef zo ver los te draaien dat er een strook folie onder past.)
- Sluit het vrije uiteinde van één draad aan op de negatieve (“-“) kant van één batterij. Gebeurt er iets?
- Sluit het vrije uiteinde van de andere draad aan op het positieve (“+”) uiteinde van de batterij. Wat gebeurt er nu?
Deel 2 – Stroom toevoegen
- Maak de batterij los van je circuit. Zet de ene batterij zo dat de “+” kant naar boven wijst, en zet de andere batterij ernaast zodat de platte “-” kant naar boven wijst. Tape rond het midden van de batterijen om ze bij elkaar te houden.
- Schuif een paperclip over de batterijen zodat hij het “+” uiteinde van de ene batterij verbindt met het “-” uiteinde van de andere. Plak de paperclip vast met een smal stukje plakband (plak niet over de metalen batterij-uiteinden).
- Draai de batterijen om en plak een uiteinde van een paperclip op elk van de batterijen. Nu kunt u op elke paperclip een draad aansluiten. (Aan de onderkant van de batterijen mag maar één paperclip zitten – sluit er geen draad op aan.)
- Verbind de vrije uiteinden van de draden met de gloeilamp.
(Opmerking: In plaats van stap 1-3 kunt u ook twee batterijen in batterijhouders gebruiken en ze met één draad met elkaar verbinden.)
What Happened:
In het eerste deel heb je geleerd hoe je een schakeling maakt met een batterij om een gloeilamp te laten branden.
Batterijen leveren elektriciteit. Als ze goed zijn aangesloten, kunnen ze dingen van stroom voorzien, zoals een zaklamp, een wekker, een radio… zelfs een robot!
Waarom ging de gloeilamp niet branden toen je hem met een draadje aan een kant van de batterij verbond?
Elektriciteit uit een batterij moet aan de ene kant naar buiten stromen (de negatieve of “-” kant) en via de positieve (“+”) kant weer naar binnen om te kunnen werken.
Wat je hebt gebouwd met de batterij, draad en lamp in stap 3 wordt een open circuit genoemd.
Om elektriciteit te laten stromen, heb je een gesloten circuit nodig. Elektriciteit wordt veroorzaakt door kleine deeltjes met negatieve ladingen, elektronen genaamd.
Als een stroomkring volledig is, of gesloten, kunnen elektronen van het ene uiteinde van een batterij helemaal rond stromen, door de draden, naar het andere uiteinde van de batterij. Onderweg voert de batterij elektronen naar elektrische objecten die erop zijn aangesloten – zoals de gloeilamp – en laat ze werken!
In het tweede deel heb je nog een batterij toegevoegd. Daardoor zou de gloeilamp feller moeten gaan branden, omdat twee batterijen samen meer elektriciteit kunnen leveren dan één enkele!
De paperclip over de bodem van het batterijpak zorgde ervoor dat elektriciteit tussen de batterijen kon stromen, waardoor de elektronenstroom sterker werd.
Zien jullie hoe gesloten en open circuits werken om elektriciteit toe te laten of te stoppen met stromen?
Insulator of geleider?
Materialen waar elektriciteit doorheen kan stromen, worden geleiders genoemd.
Je kunt uitvinden welke dingen in je huis geleiders zijn en welke isolatoren met behulp van de schakeling die je in het laatste project hebt gemaakt om ze te testen!
Wat heb je nodig:
- Circuit met gloeilamp & 2 batterijen
- Extra krokodillenklemdraad (of draad van aluminiumfolie*)
- Voorwerpen om te testen (van metaal, glas, papier, hout en plastic)
- Werkblad (optioneel)
Wat doe je:
- Maak een van de draden van de accu los. Sluit het ene uiteinde van de nieuwe draad aan op de batterij. Je moet nu twee draden hebben met vrije uiteinden (tussen de gloeilamp en de accu).
- Je hebt een open circuit gemaakt en de gloeilamp zou niet moeten branden. Nu ga je voorwerpen testen om te zien of ze geleiders of isolatoren zijn. Als het voorwerp een geleider is, zal de gloeilamp gaan branden. Als het een isolator is, zal het niet branden. Raad voor elk voorwerp of je denkt dat het de stroomkring zal vervolledigen en de lamp zal doen branden of niet.
- Sluit de uiteinden van de vrije draden aan op een voorwerp en kijk wat er gebeurt. Je kunt bijvoorbeeld een paperclip testen, een schaar (probeer de bladen en de handvatten afzonderlijk), een glas, een plastic schaaltje, een houten blok, je favoriete speelgoed, of iets anders dat je kunt bedenken.
Wat gebeurde er:
Voordat je elk voorwerp test, raad je of het de gloeilamp zal doen oplichten of niet.
De gloeilamp gaat branden omdat de geleider de stroomkring voltooit of sluit en er elektriciteit van de batterij naar de gloeilamp en terug naar de batterij kan stromen! Als de lamp niet gaat branden, is het voorwerp een isolator en stopt het de stroom, net als een open circuit.
Toen u de schakeling in stap 1 opzette, was deze een open circuit. De elektronen konden niet helemaal rondstromen omdat twee van de draden elkaar niet raakten. De elektronen werden onderbroken.
Toen je een voorwerp van metaal tussen de twee draden plaatste, sloot het metaal de stroomkring of voltooide deze – de elektronen konden over het metalen voorwerp stromen om van de ene draad naar de volgende te komen! Voorwerpen die de stroomkring vervolledigden, deden de gloeilamp branden. Die voorwerpen zijn geleiders. Zij geleiden elektriciteit.
De meeste andere materialen, zoals plastic, hout en glas zijn isolatoren. Een isolator in een open circuit maakt het circuit niet compleet, omdat er geen elektronen doorheen kunnen stromen! De gloeilamp ging niet branden toen je een isolator tussen de draden stopte.
Als je draden of krokodillenklemmen gebruikt, kijk er dan eens goed naar. Van binnen zijn ze van metaal, maar om de buitenkant zit plastic. Metaal is een goede geleider. Plastic is een goede isolator. Het plastic dat om de draad is gewikkeld, zorgt ervoor dat de elektronen langs de metalen draad blijven stromen door te voorkomen dat ze worden overgebracht naar andere voorwerpen buiten de draden.
Circuit Science Lesson
What is elektriciteit?
Alles om je heen bestaat uit kleine deeltjes die atomen worden genoemd.
Atomen hebben nog kleinere deeltjes in zich die elektronen worden genoemd. Elektronen hebben altijd een negatieve lading.
Wanneer elektronen bewegen, produceren ze elektriciteit!
Elektriciteit is de beweging of stroom van elektronen van het ene atoom naar het andere. Maak je geen zorgen als dit ingewikkeld lijkt. Dat is het ook!
Elektronen worden subatomaire deeltjes genoemd, wat betekent dat wat ze doen binnen atomen gebeurt, dus dit is behoorlijk ingewikkelde wetenschap.
Weet je nog dat je over magneten hebt geleerd? Die hebben positieve en negatieve ladingen en tegengestelde ladingen (+” en “-“) worden door elkaar aangetrokken. Nou, zo is het ook met elektrische ladingen. De negatief geladen elektronen proberen zich aan te passen aan de positieve ladingen in andere voorwerpen.
Hoe bewegen elektronen van het ene atoom naar het andere?
Ze zweven rond hun atomen totdat ze genoeg elektrische energie krijgen om te worden geduwd.
De energie die ze laat bewegen, komt van een energiebron, zoals een batterij of een stopcontact.
Dit werkt ongeveer zoals water door een slang stroomt als je de kraan opendraait.
Als je een schakelaar aanzet of een apparaat aansluit, stromen elektronen door draden en komen eruit als elektriciteit, wat we soms “stroom” noemen.”
Je weet waarschijnlijk wel dat sommige elektronische apparaten batterijen gebruiken en andere in een stopcontact kunnen worden gestoken.
Wat is het verschil? De elektriciteit die uit de stopcontacten in uw huis komt, is zeer krachtig – er stromen veel elektronen met veel energie.
Het wordt wisselstroom genoemd, of AC. Elektronen in wisselstroom reizen zeer snel heen en weer (zo snel als licht kan reizen) door draden over honderden kilometers van grote elektriciteitscentrales naar stopcontacten die in de muren van huizen en gebouwen zijn ingebouwd.
Omdat wisselstroom zo krachtig is, kan het ook zeer gevaarlijk zijn. U moet nooit een elektriciteitsleiding aanraken of uw vingers of andere voorwerpen dan elektrische stekkers in stopcontacten steken. U kunt een grote schok krijgen die u kan beschadigen door de sterke stromen die door draden en stopcontacten lopen.
Batterijen leveren een veel minder krachtige vorm van elektriciteit die gelijkstroom, of DC, wordt genoemd. Bij gelijkstroom gaan de elektronen maar in één richting – van de negatieve (-) pool, naar de positieve (+) pool, door de batterij en weer terug naar de “-” pool.
De stroom die door draden loopt die op batterijen zijn aangesloten, is veel veiliger dan wisselstroom.
Het is ook heel nuttig voor kleine dingen, zoals mobiele telefoons, radio’s, klokken, speelgoed en nog veel meer.
Alles over schakelingen
Een schakeling is een pad waarlangs elektriciteit stroomt. Als het pad kapot is, heet het een open circuit en kunnen de elektronen niet helemaal rondstromen. Als het circuit volledig is, is het een gesloten circuit en kunnen de elektronen helemaal rondstromen van het ene uiteinde van een stroombron (zoals een batterij), door een draad, naar het andere uiteinde van de stroombron. In een batterijschakeling moeten de positieve en negatieve uiteinden van een batterij door een stroomkring worden verbonden om elektronen te kunnen delen met een gloeilamp of een ander voorwerp dat op de stroomkring is aangesloten.
Een schakelaar is iets waarmee je een stroomkring kunt openen en sluiten. Als u een lichtschakelaar in uw huis aanzet, sluit u de stroomkring, of voltooit u deze. In de muur maakt de schakelaar de stroomkring rond en stroomt er elektriciteit naar het licht. Wanneer u de lichtschakelaar uitzet, wordt de stroomkring verbroken (nu is het een open stroomkring), er stromen geen elektronen meer en het licht gaat uit.
De negatief geladen elektronen waar we het hierboven over hadden, kunnen niet “rondspringen” om bij de positieve ladingen te komen – ze kunnen alleen maar van het ene atoom naar het andere bewegen. Daarom moeten stroomkringen compleet zijn om te kunnen werken.
Het leven zonder elektriciteit
Is de elektriciteit bij jou in de buurt wel eens uitgevallen?
Soms kunnen harde wind en stormen hoogspanningsleidingen (hoge palen met dikke draden waar elektriciteit doorheen stroomt) omver trekken, waardoor de elektriciteitsstroom wordt onderbroken.
Als dat gebeurt, stoppen de elektronen met stromen en kunnen ze niet meer komen waar ze ook naartoe wilden. Als er geen elektriciteit in je huis stroomt, werkt geen enkel licht of stopcontact!
Als het buiten donker is, is het binnen ook donker.
Computers, telefoons, magnetrons, radio’s en andere dingen die moeten worden aangesloten om te werken, doen het niet meer.
Als je al eens eerder zonder stroom hebt gezeten, kun je dan beschrijven hoe dat was?
Was u iets aan het doen dat werd onderbroken?
Moest u kaarsen gebruiken om te zien?
Als u nog nooit een stroomstoring hebt meegemaakt, probeer dan eens na te denken over alle dingen die u elke dag doet en waarvoor elektriciteit nodig is.
Hoe zou uw dag veranderen als u geen elektriciteit had? Zijn er dingen die je zou kunnen gebruiken die op batterijen werken?
- Kijk deze wetenschapsles voor meer informatie over energie en verschillende soorten elektriciteit.
Wetenschapswoorden
Elektronen – kleine deeltjes in atomen die altijd een negatieve lading hebben. Zij veroorzaken elektriciteit.
Stroom – elektronen die stromen om elektriciteit te produceren.
Open circuit – een onderbroken pad waar elektronen niet langs kunnen stromen.