Bu etkinlik Özge ÖZCAN tarafından Fen Bilgisi

Öğretmenliği Anabilim Dalında yer alan Öğretim Teknolojileri ve Materyal Tasarımı dersi

Kapsamında hazırlanmıştır.

MODÜLÜN İLGİLİ OLDUĞU;

Sınıf Seviyesi: 6. Sınıf

Ünite: Yaşamımızdaki Elektrik

Kazanımlar:

Öğrenciler;

1.2 Maddeleri, elektrik enerjisini iletme bakımından iletken ve yalıtkan maddeler olarak sınıflandırır (BSB-4).

1.3 Metallerin iletken, plâstiklerin ise yalıtkan olduğunu fark eder.

1.5 Maddelerin elektriksel iletkenlik ve yalıtkanlık özelliklerinin çeşitli amaçlar için kullanıldığını fark eder (FTTÇ-28).

1.6 Yalıtkan maddelerin, elektrik enerjisinin sebep olabileceği tehlikelere karşı korunmada nasıl kullanılabileceğini araştırır (FTTÇ-5). 1.7 Kendisi ve çevresindekilerin güvenliği açısından elektrik çarpmalarına karşı alınması gereken önlemleri listeler (TD-5).

SENARYO:

özge ilk derse geç kalmıştır. Dersliğin kapısını çalar ve Bir solukta sınıftan içeri girerek sırasına yerleşir. Öğretmeni tam o sırada elektriği ileten ve iletmeyen maddeleri sıralamaktadır. Ve özge’ ye yönelerek iletken ve yalıtkan cisimlere örnek vermesini ister.

Özge’ öğretmenim örneğin bakır teller iletkendir. Plastik cisimlerde yalıtkandır.’ der

Öğretmen’ peki özge elektrik kabloları iletken midir?’

Özge elbette ki öğretmenim! diye çıkışır. İçerisinden ne kadar garip bir soruydu bu böyle diye geçirir.

Öğretmen’ o halde özge biz elektrik kablolarına çıplak elle dokunduğumuzda bize elektrik çarpması gerekir. Fakat evimizdeki kablolara, örneğin televizyon kablosu, temas ettiğimizde bizleri elektrik çarpmaz. Bunun nedeni sence ne olabilir?’

Özge bir an durur ve öğretmenin biraz önce sorduğu ona garip gelen soruda bir detay olabileceğini düşünür.

Özge’ den cevap alamayan öğretmen gülümseyerek ’ sana 5 dakika daha düşünme süresi özge’ der.

Özge öğretmenini onaylayarak bu durumun iletkenlik ve yalıtkanlık ilişkisini çözmeye çalışır.

Problem durumu: Evimizdeki elektronik eşyaların kabloları iletkenlik ve yalıtkanlık bakımından hangi özellikleri taşır? Neden?

ÇALIŞMA YAPRAKLARI

Etkinlik 1: Aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Yapmanız gereken: Elektriği ileten maddelere iletken iletmeyen maddelere yalıtkan olarak adlandırmıştık. Aşağıdaki madde/cisimleri taşıdığı özellik eğer iletkense iletken kutucuğunun hizasına yalıtkansa yalıtkan kutucuğunun sütun hizasına bir tik koymanız yeterli olacaktır.

Madde/Cisim

ELEKTİRİK İLETKENLİĞİ BAKIMINDAN TAŞIDIĞI ÖZELLİK

İLETKEN

YALITKAN

Tuzlu Su

Şekerli Su

Ağaç Kütüğü

Pet Şişe

Alüminyum Folyo

Bakır Tel

Çeşme Suyu

Seramik Tabak

Sirke

Limon Suyu

Cam

Gümüş zincir

Altın yüzük

ÇALIŞMA YAPRAKLARI

Etkinlik 2: GÖZDE KURDUĞU İKİ BASİT ELETRİK DEVRESİNİN ŞEMASINI ŞEKİLDEKİ GİBİ GÖSTERMİŞTİR.

ŞEKİL 1 DEKİ LAMBANIN YANDIĞINI ŞEKİL 2 DEKİ LAMBANIN YANMADIĞINI BELİRTEN GÖZDE BUNUN NEDENİNİ DE BAĞLANTI KABLOLARININ BİRBİRİNDEN FARKLI ÖZELLİK GÖSTERDİĞİNİ SÖYLEYEREK AÇIKLAMIŞTIR.

PEKİ, SİZCE GÖZDE’NİN BAHSETTİĞİ FARKLILIK NEDİR?

ŞEKİL 1 DE KULLANILAN BAĞLANTI KABLOSU HANGİ MADDEDEN YAPILMIŞ OLABİLİR?

ŞEKİL 2 DE KULLANILAN BAĞLANTI KABLOSU HANGİ MADDEDEN YAPILMIŞ OLABİLİR?

ÖĞRETMENİN NOTLARI

İletken ve Yalıtkan Maddeler:

a) İletken Maddeler: Elektrik enerjisinin (elektrik yüklerinin yani elektronların) üzerinden serbestçe geçebildiği (akabildiği) maddelere iletken maddeler denir. (Elektrik akımını iletebilen maddelere iletken maddeler denir). Metaller (altın, gümüş, bakır, demir, çinko, alüminyum), çivi, alüminyum folyo, tuzlu su, asitli su, sirkeli su, insan vücudu) iletken maddelerdir. b) Yalıtkan Maddeler : Elektrik enerjisinin (elektrik yüklerinin yani elektronların) üzerinden serbestçe geçemediği (akamadığı) maddelere yalıtkan maddeler denir. (Elektrik akımını iletemeyen maddelere yalıtkan maddeler denir). Plastik, cam, tahta, hava, porselen, kauçuk, silgi, kâğıt, saf su, alkol, şekerli su, ebonit, mika, teflon, bakalit yalıtkan maddelerdir.

NOT:

1- Elektrik enerjisini iletkenlerden az, yalıtkanlardan daha fazla iletebilen maddelere yarı iletken maddelerdendir. Silisyum, germanyum, karbon (kömür), bakır oksit yarı iletken maddelerdir. 2- Elektrik enerjisini iletkenlerden daha iyi iletebilen maddelere süper iletken maddeler denir. Altın, gümüş, platin süper iletken maddelerdir. (Süper iletkenler sıcaklık azaldığında direnç küçüldüğü için elektrik akımını daha iyi iletirler). 3- Yalıtkan olan sıvılar, yüksek elektrik enerjisi altında iletken hale geçebilirler.

Gazların İletkenliği:

Katı ve sıvı haldeki maddeler iletken veya yalıtkan maddeler olabilirler. Gaz halindeki maddeler ise normal şartlarda yalıtkan olmasına rağmen bazı özel durumlarda yani uygun şartlar sağlandığında iletken hale geçebilirler. Gaz halindeki yüksek elektrik enerjisinde iletken hale

geçebilirler.

Hava, gaz halindeki bir maddedir ve normal şartlarda yalıtkandır. Ancak bazı durumlarda hava da iletken hale geçebilir.

Şimşek ve yıldırım olayları elektrik enerjisi boşalmasıdır. Şimşek ve yıldırım olaylarında normalde yalıtkan olan hava yüksek elektrik enerjisi sayesinde iletken hale gelir.

Aydınlatmada kullanılan flüoresan ve neon lambalar, gazların özel koşullarda (düşük basınçta ve havasız ortamda) iletken hale gelmesinden yararlanılarak yapılmıştır.

NOT: Benjamin Franklin, 1752 yılında yaptığı deneyde, fırtınalı bir havada ucuna metal bir anahtar bağladığı uçurtmanın yükselmesini sağlayarak yıldırım çarpması sonucu anahtardan kıvılcım çıkmasını sağladı. Bu sayede yıldırımın elektrik enerjisi boşalması olduğunu gösterdi.

Elektrik Enerjisinin Taşınması:

Farklı enerji türlerinden elektrik enerjisinin üretilmesini sağlayan kuruluşlara elektrik santrali denir. Elektrik santrallerinin termik santral, hidro elektrik santrali, nükleer santral gibi çeşitleri vardır. Bunun dışında rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi ve jeotermal (termal su kaynakları) enerji ile

çalışan santraller de vardır. Elektrik enerjisi, basit bir elektrik devresinde olduğu gibi elektrik santralinde başlayıp evlere, işyerlerine kadar uzanan ve oradan tekrar santrale

dönen kapalı bir devrede taşınır. Elektrik enerjisi, kullanıldığı yerlere göre ışığa, sese, ısıya ve harekete dönüşür. Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisinin kullanılacağı yerlere taşınmasını enerji nakil hatları sağlar. Enerji nakil hatları, ya toprak

altında bulunan iletken tellerden ya da çelik direkler üzerinde bulunan iletken tellerden oluşur. Enerji nakil hatlarında genelde bakır veya alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılırken demirden yapılan iletken teller kullanılmaz. Enerji

nakil hatlarında demir gibi iletkenlerin kullanılmamasının nedeni de bakır ve alüminyumun demire göre hem kolay işlenmesi hem de daha kolay eğilip bükülmesidir. (Enerji nakil hatlarında genelde alüminyumdan yapılan iletken teller kullanılır).

Enerji nakil hatlarında kullanılan çelik direkler iletkendir. Elektrik enerjisinin taşınması sırasında iletken tellerin çelik direklere temas etmesi halinde elektrik enerjisi toprağa akar ve enerji kaybı olur. İletken tellerin çelik direklere temas etmesini önlemek için bu tellerin direklere temas

eden kısımlarında cam, seramik gibi yalıtkan maddeler kullanılır.

Yalıtkan Maddelerin Elektrik Enerjisinin Tehlikelerine Karşı Kullanılması:

İletken maddeler elektrik enerjisinin taşınması için kullanılırken yalıtkan maddeler de elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunmak için kullanılırlar. Bunun için iletken maddelere yalıtkan maddeler ile yalıtım yapılır. Yalıtım yapılırken en çok porselen, plastik, bakalit ve kauçuk

gibi yalıtkanlar kullanılır. Günlük hayatta kullanılan elektrikli ev aletlerinin (ütü, televizyon, fırın, süpürge, bilgisayar, müzik seti) çalışabilmesi için elektrik enerjisi

gereklidir. Şehir şebekesinden evlere gelen, evlerden de elektrikli ev aletlerinin içine giren elektrik enerjisinin zararlı etkilerinin önlenmesi için elektrik enerjisini taşıyan iletken kablolar veya içerisinde elektrik enerjisi bulunan ev aletleri yalıtkan maddeler ile kaplanmıştır. Bundan dolayı

ev aletlerine rahatça dokunulabilir ve elektrik enerjisinin zararlı etkilerinden korunulabilir. Ev aletlerindeki iletken kablolara dokunulması halinde elektrik çarpması görülür ve bu da zararlı sonuçlar doğurabilir.

Ev aletleri kullanılırken; • Yıpranmış kablolar yenileri ile değiştirilmelidir.

• Bir prize birden fazla fiş takılmamalıdır. • Elektrik kablolarının yanında yanıcı ve ısıtıcı cihazlar kullanılmamalıdır.

• Elektrikli cihazlar tamir edilirken elektrik enerjisi kesilmelidir. • Nemli ortamlarda elektrikli cihazlar kullanılmamalıdır.

• Bozulmuş prizler yenileri ile değiştirilmelidir.

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

DEĞERLENDİRME:

1)

Elektrik bir enerji çeşididir.

D

D

D

D

D

D

D

Elektriği ileten maddelere iletken madde adı verilir.

Elektriği iletmeyen maddelere yalıtkan madde adı verilir.

İletken maddelere örnek saf su verilebilir.

Elektriği ileten maddelere örnek demir verilebilir.

Elektriği iletmeyen maddelere plastik örnek verilebilir.

Şekerli su tuzlu suya göre daha fazla iletkenlik gösterir

1. ÇIKIŞ

5. ÇIKIŞ

6. ÇIKIŞ

7. ÇIKIŞ

8. ÇIKIŞ

3. ÇIKIŞ

4. ÇIKIŞ

2. ÇIKIŞ

2)

Katı iletken Sıvı iletken Katı iletken Sıvı iletken

ELEKTRİK ENERJİSİ

İLETKEN MADDELER

YALITKAN MADDELER

Olabilir Olabilir

Olabilir

Metaller Çözeltiler

Olabilir

Demir

Bakır Tuzlu su

Limonlu su

İletir İletmez

Olabilir Olabilir

Olabilir Olabilir

Plastik

Tahta

Seramik

Saf su

Şekerli su

Katı iletken Sıvı iletken Katı yalıtkan Sıvı yalıtkan

ELEKTRİK ENERJİSİ

İLETKEN MADDELER

YALITKAN MADDELER

Olabilir Olabilir

Olabilir

Metaller Çözeltiler

Olabilir

Bakır

Limonlu su

İletir İletmez

Olabilir Olabilir

Olabilir Olabilir

Plastik

Şekerli su