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, Klipp två remsor som är 6″ långa och 3″ breda. Vik varje folie hårt längs den långa kanten för att få en tunn remsa.)
**Om du vill använda gem i stället för batterihållare tejpar du fast den ena änden av ett gem i varje ände av batteriet med hjälp av tunna tejpremsor. Anslut sedan dina trådar till gemen.
Del 1 – Att göra en krets:
- Ansluta den ena änden av varje tråd till skruvarna på glödlampshållarens bas. (Om du använder folie, be en vuxen att hjälpa dig att skruva loss varje skruv tillräckligt mycket för att få in en folieremsa under den.)
- Koppla den fria änden av en tråd till den negativa (”-”) änden av ett batteri. Händer något?
- Förbind den fria änden av den andra kabeln med den positiva (”+”) änden av batteriet. Vad händer nu?
Del 2 – Tillföra ström
- Dekoppla bort batteriet från din krets. Ställ ett batteri så att ”+”-änden pekar uppåt och ställ sedan det andra batteriet bredvid det så att den platta ”-”-änden pekar uppåt. Tejpa runt batteriernas mitt för att hålla ihop dem.
- Sätt en pappersklämma över batterierna så att den ansluter ”+”-ändan på det ena batteriet till ”-”-ändan på det andra. Tejpa fast gemet på plats med en smal bit tejp (tejpa inte över batteriernas metalländar).
- Vänd på batterierna och tejpa fast den ena änden av ett gem på vart och ett av batterierna. Nu kan du ansluta en tråd till varje pappersklämma. (Batteripaketets botten ska bara ha ett gem – anslut inte en tråd till det.)
- Koppla de fria ändarna av trådarna till glödlampan.
(Obs: Istället för steg 1-3 kan du använda två batterier i batterihållare och koppla ihop dem med en tråd.)
Vad hände:
I den första delen lärde du dig att göra en krets med ett batteri för att tända en glödlampa.
Batterier levererar elektricitet. När de är korrekt anslutna kan de ”driva” saker, som en ficklampa, en väckarklocka, en radio … till och med en robot!
Varför tändes inte glödlampan när du anslöt den till den ena änden av batteriet med en tråd?
Elektricitet från ett batteri måste strömma ut genom den ena änden (den negativa eller ”-” änden) och tillbaka in genom den positiva (”+”) änden för att fungera.
Det du byggde med batteriet, sladden och glödlampan i steg 3 kallas för en öppen krets.
För att elektriciteten ska börja flöda behöver du en sluten krets. Elektricitet orsakas av små partiklar med negativa laddningar, så kallade elektroner.
När en krets är komplett, eller sluten, kan elektroner flöda från den ena änden av ett batteri hela vägen runt, genom trådarna, till den andra änden av batteriet. På sin väg kommer det att föra elektroner till elektriska föremål som är anslutna till det – som glödlampan – och få dem att fungera!
I den andra delen lade du till ytterligare ett batteri. Det borde ha fått glödlampan att lysa starkare, eftersom två batterier tillsammans kan leverera mer elektricitet än bara ett!
Pappersklämman över botten av batteripaketet gjorde att elektricitet kunde flöda mellan batterierna, vilket gjorde flödet av elektroner starkare.
Finns det hur slutna och öppna kretsar fungerar för att tillåta eller stoppa elektricitet från att flöda?
Insolator eller ledare?
Material som elektricitet kan flöda genom kallas för ledare. Material som hindrar elektricitet från att flöda kallas isolatorer.
Du kan ta reda på vilka saker i ditt hus som är ledare och vilka som är isolatorer genom att använda den krets som du gjorde i det senaste projektet för att testa dem!
Vad du behöver:
- Krets med glödlampa & 2 batterier
- Extra alligatorklipptråd (eller tråd av aluminiumfolie*)
- Objekt att testa (gjorda av metall, glas, papper, trä och plast)
- Arbetsblad (valfritt)
Vad du gör:
- Koppla bort en av ledningarna från batteripaketet. Anslut den ena änden av den nya ledningen till batteriet. Du ska ha två trådar med fria ändar (mellan glödlampan och batteripaketet).
- Du har gjort en öppen krets och glödlampan ska inte lysa. Därefter ska du testa föremål för att se om de är ledare eller isolatorer. Om föremålet är en ledare kommer glödlampan att lysa. Om det är en isolator kommer det inte att tändas. För varje föremål gissar du om du tror att varje föremål kommer att sluta kretsen och tända glödlampan eller inte.
- Koppla ändarna på de fria trådarna till ett föremål och se vad som händer. Några föremål du kan testa är ett gem, en sax (prova blad och handtag var för sig), ett glas, en plastskål, ett träkloss, din favoritleksak eller något annat du kan komma på.
Vad hände:
Innan du testar varje föremål ska du gissa om det kommer att få glödlampan att tändas eller inte. Om det gör det är föremålet som du rör trådarna mot en ledare.
Lampan tänds eftersom ledaren fullbordar, eller sluter, kretsen och elektricitet kan flöda från batteriet till glödlampan och tillbaka till batteriet! Om den inte lyser är föremålet en isolator och stoppar elflödet, precis som en öppen krets gör.
När du satte upp kretsen i steg 1 var den en öppen krets. Elektroner kunde inte flöda hela vägen runt eftersom två av trådarna inte rörde varandra. Elektronerna avbröts.
När du placerade ett föremål av metall mellan de två trådarna stängde eller fullbordade metallen kretsen – elektronerna kunde flöda över metallföremålet för att ta sig från en tråd till nästa! Föremål som avslutade kretsen fick glödlampan att lysa. Dessa föremål är ledare. De leder elektricitet.
De flesta andra material, som plast, trä och glas, är isolatorer. En isolator i en öppen krets fullbordar inte kretsen, eftersom elektroner inte kan flöda genom den! Glödlampan tändes inte när du satte en isolator mellan trådarna.
Om du använder trådar eller alligatorklämmor ska du titta noga på dem. Inuti är de gjorda av metall, men de har plast runt utsidan. Metall är en bra ledare. Plast är en bra isolator. Plasten som är lindad runt tråden hjälper till att hålla elektronerna i rörelse längs metalltråden genom att hindra dem från att överföras till andra föremål utanför trådarna.
Lektion om kretsar och vetenskap
Vad är elektricitet?
Allt runt omkring dig består av små partiklar som kallas atomer.
Atomer har ännu mindre partiklar inuti sig som kallas elektroner. Elektroner har alltid en negativ laddning.
När elektroner rör sig producerar de elektricitet!
Elektricitet är rörelsen eller flödet av elektroner från en atom till en annan. Oroa dig inte om detta verkar komplicerat. Det är det!
Elektroner kallas subatomära partiklar, vilket innebär att det de gör sker inuti atomer, så detta är ganska komplicerad vetenskap.
Kommer du ihåg att du har lärt dig om magneter? De har positiva och negativa laddningar och motsatta laddningar (+” och ”-”) dras till varandra. Tja, det är samma sak med elektriska laddningar. De negativt laddade elektronerna försöker matcha positiva laddningar i andra föremål.
Hur förflyttar sig elektroner från en atom till en annan?
De flyter runt i sina atomer tills de får tillräckligt med elektrisk energi för att skjutas.
Energin som får dem att förflytta sig kommer från en kraftkälla, som ett batteri eller ett eluttag.
Detta fungerar ungefär på samma sätt som när vatten rinner genom en slang när du vrider på kranen.
När du vrider på en strömbrytare eller kopplar in en apparat rinner elektroner genom ledningar och kommer ut som elektricitet, som vi ibland kallar ”kraft”.
Du vet säkert att vissa elektroniska apparater använder batterier och att vissa kan kopplas in i ett vägguttag.
Vad är skillnaden? Den el som kommer från uttagen i ditt hem är mycket kraftfull – den har många elektroner som flödar med mycket energi.
Den kallas växelström, eller AC (växelström). Elektroner i växelström färdas mycket snabbt fram och tillbaka (lika snabbt som ljus kan färdas) genom ledningar över hundratals kilometer från stora kraftverk till uttag som är inbyggda i väggarna i hus och byggnader.
Eftersom växelströmmen är så kraftfull kan den också vara mycket farlig. Du bör aldrig röra vid en kraftledning eller sticka in dina fingrar eller andra föremål än elkontakter i uttag. Du kan få en stor chock som kan skada dig från de starka strömmar som flyter genom ledningar och uttag.
Batterier ger en mycket mindre kraftfull form av elektricitet som kallas likström, eller DC. I likström färdas elektronerna bara i en riktning – från den negativa (-) änden, eller polen, till den positiva (+) polen, genom batteriet och tillbaka ut i ”-” änden igen.
Den ström som flödar genom ledningar som är anslutna till batterier är mycket säkrare än växelström.
Det är också mycket användbart för att driva små saker, som mobiltelefoner, radioapparater, klockor, leksaker och mycket mer.
Allt om kretsar
En krets är en bana som elektricitet flyter längs. Om vägen bryts kallas den för en öppen krets och elektronerna kan inte flöda hela vägen runt. Om kretsen är fullständig är det en sluten krets och elektronerna kan flöda hela vägen runt från den ena änden av en strömkälla (t.ex. ett batteri), genom en ledning, till den andra änden av strömkällan. I en batterikrets måste batteriets positiva och negativa ändar anslutas genom en krets för att kunna dela elektroner med en glödlampa eller ett annat föremål som är anslutet till kretsen.
En strömbrytare är något som gör det möjligt att öppna och stänga en krets. Om du slår på en strömbrytare i ditt hus stänger du kretsen, eller fullbordar den. Inne i väggen sluter strömbrytaren en krets och el strömmar till lampan. När du stänger av strömbrytaren kopplas kretsen bort (nu är det en öppen krets), elektronerna slutar flöda och lampan slocknar.
De negativt laddade elektronerna som vi pratade om ovan kan inte ”hoppa” runt för att matcha positiva laddningar – de kan bara röra sig från en atom till en annan. Det är därför kretsar måste vara kompletta för att fungera.
Liv utan elektricitet
Har elen någonsin gått där du bor?
Undertiden kan starka vindar och stormar slå ner kraftledningar (höga stolpar med tjocka ledningar som elektriciteten flyter genom), vilket bryter flödet av elektricitet.
När det händer slutar elektronerna att flöda och kan inte ta sig fram dit de var på väg. När ingen elektricitet flödar in i ditt hus kommer ingen av lamporna eller uttagen att fungera!
Om det är mörkt ute kommer det också att vara mörkt inne.
Datorer, telefoner, mikrovågsugnar, radioapparater och andra saker som måste kopplas in för att fungera kommer att sluta fungera.
Om du har förlorat strömmen tidigare, kan du beskriva hur det var?
Gjorde du något som blev avbrutet?
Hade du behövt använda stearinljus för att se?
Om du aldrig har upplevt ett strömavbrott tidigare, försök då att tänka på alla de saker som du gör varje dag och som kräver elektricitet.
Hur skulle din dag förändras om du inte hade någon elektricitet? Finns det saker du skulle kunna använda som drivs av batterier istället?
- Kolla in den här lektionen i naturvetenskap för att lära dig mer om energi och olika typer av elektricitet.
Naturvetenskapliga ord
Elektroner – små partiklar inuti atomer som alltid har en negativ laddning. De är det som orsakar elektricitet.
Ström – elektroner som flödar för att producera elektricitet.
Öppen krets – en avbruten väg som elektroner inte kan flyta längs.