3. Ilmiön kuvaaminen ja havainnollistaminen

Ilmiön havainnollistaminen

Ilmiönä on sähkön tuottaminen liikkeen avulla, tarkemmin ottaen vaihtovirran tuottaminen muuttuvan magneettikentän avulla. Pelkistetyimmillään ilmiö voidaan havainnollistaa viemällä virtamittariin kytkettyyn käämiin edestakaisin magneetti. Nähdään, kuinka viisari värähtää tuontihetkellä ja asettuu nollaan magneetin ollessa paikallaan. Vaihtovirtaa saadaan viemällä magneetti nopeasti sisään ja ulos kelasta. Havaitaan myös, kuinka tahtia nostamalla sähkövirta pysyy yllä ja tasaisena paremmin. (Karttunen, 2004, s.43-45.) Virtamittareita, käämejä ja magneetteja tarvitaan n. 4-6 kpl kutakin, jotta oppilaat voivat tutustua asiaan tarpeeksi pienissä ryhmissä.
Samalla kannattaa tutustua myös dynamon toimintaan, jotta huomataan laitteiden analogia ja missä eri komponentit sijaitsevat eri ratkaisuissa. Tuottamistapa ei itsessään kuitenkaan muutu.
Video dynamon toiminnasta

Havainnollistaminen voidaan aloittaa myös hiukan helpommin ymmärrettävältä kantilta, eli näytetään, kuinka sähkövarauksen liikkuminen aiheuttaa ympärilleen magneettikentän. Kyse on siis päinvastaisesta ilmiöstä.

Sähköparin napoihin voidaan yhdistää johto (jossa on jokin vastus, ettei tule oikosulkua), ja viedä tämä johto kompassin lähelle. Neula reagoi. 5-6-luokkalaiset tietävät, että kompassineula reagoim magneettiin. Vertailun vuoksi voidaan kompassin viereen tuoda pelkkä paristo – jossa sähkö ei kulje – ja vaikkapa jääkaappimagneetti. Sähkövirta luo ympärilleen magneettikentän – muuttuva magneettikenttä luo sähkövirran.

Vesivoimalan rakentaminen.

-tarvikkeet

• toimiva polkupyörän dynamo
• 3 mm:n hitsauslankaa
• vanerikehikko
• johtimia 2 kpl.
• vesipyörä (turbiini)
• akselin vastakappale
• hehkulamppu
• lampun istukka
• 2X4 mäntyä akselin toiseen päähän

Dynamon akseli voidaan pidentää hitsaamalla sen päähän jatke hitsauslangasta. (Tämä on kuitenkin työläs, ja helpompi vaihtoehto onkin tehdä kahden hammasrattaan välitys voimansiirtoakselin ja dynamon akselin välille.) Tästä jatkeesta muodostuu vesivoimalan akseli, jonka toinen pää on kiinni dynamossa ja toinen vastakappaleessa. Akselin puolessa välissä on kiinni vesipyörä, jonka voi toteuttaa monella eri tavalla.

Vesipyörän voi tehdä puusta tai metallista. Puu on keveämpää, mutta kastuessaan vettyy, muuttuu painavaksi ja lahoaa. Puun työstäminen on kuitenkin helpompaa. Metallilavat voi kiinnittää suoraan akseliin.Lapoja täytyy olla enemmän kuin 6, jotta pyörä varmasti toimii vedessä.

Johtimet juotetaan dynamoon ja hehkulampun istukkaan, siten että aikaan saadaan suljettu virtapiiri. Kytkin on myös mahdollista asettaa virtapiiriin.

Tässä ainakin isoimmat ongelmakohdat. Täytyy testata käytännössä, jotta saadaan ns. “haptista kokemusta” Vanerikehikon toteuttamiseen on myös useita tapoja, mutta täytyy muistaa, että sen tehtävä on suojata virtapiiriä ja dynamoa.

“Mikään ei ole väärin tehty, kunhan se toimii ja vastaa tarvetta.”