הולכת חשמל במתכות – מדריך למורה

Page 1

‫תכונות מתכות‪ -‬הולכת חשמל‪ -‬מדריך למורה‬ ‫נושא‬ ‫שכבת גיל‬ ‫זמן‬ ‫רציונאל‬

‫אפיון מתכות באמצעות זיהוי תכונותיהן – הולכת חשמל‪ -‬תצפית‬ ‫כיתה ה‬ ‫‪ 90‬דקות‬ ‫יחידה זו עוסקת בנושא אפיון חומרים ותכונותיהם במסגרת תחום התוכן ‪-‬‬ ‫מדעי החומר‪ -‬פיזיקה‪.‬‬ ‫כל החומרים בטבע מאופיינים על פי ההרכב‪ ,‬המקור‪ ,‬התכונות הכימיות‬ ‫והפיזיקליות שלהם‪ .‬המתכות כסוג של חומר הן קבוצה גדולה של חומרים‬ ‫שיש להן תכונות משותפות ( מוצקות בטמפרטורת החדר למעט הכספית‪,‬‬ ‫קשות‪ ,‬מבריקות‪ ,‬ניתנות לריקוע‪ ,‬משמיעות צליל מתכתי בהקשה‪ ,‬מוליכות‬ ‫חום ומוליכות חשמל)‪ .‬יחד עם זה כל מתכת מאופיינת בתכונות ייחודיות‬ ‫משלה‪.‬‬ ‫היחידה מתמקדת בהולכת חשמל בחומרים עם דגש על קבוצת המתכות‬ ‫ומומלץ לשלבה עם היחידה העוסקת בהולכת חום‪ .‬מוליכות חשמלית‬ ‫תלוייה בגורמים הבאים‪ :‬סוג המוליך‪ ,‬אורך המוליך ועוביו‪ .‬בפעילות זו‬ ‫התלמידים בוחנים את סוג המוליך כתכונה דיכוטומית‪ :‬מוליך או מבודד‪,‬‬ ‫בתחילת הפעילות התלמידים מבצעים מדידה כמותית באמצעות מד זרם‬ ‫(מיליאמפרמטר) המודד את עוצמת הזרם החשמלי העוברת במעגל‬ ‫החשמלי שהרכיבו‪ ,‬כשמחברים אליו מתכות שונות (נחושת‪ ,‬ברזל‪,‬‬ ‫אלומיניום) וחומרים אחרים (עץ‪ ,‬זכוכית‪ ,‬פלסטיק)‪ .‬בהמשך התלמידים‬ ‫משווים בין תכונת המוליכות החשמלית בחומרים השונים שבדקו על פי‬ ‫עוצמת הזרם החשמלי שעברה במעגל‪ :‬עוצמה גבוהה יחסית לעומת‬ ‫עוצמת זניחה יחסית וממיינים את החומרים למוליכים‪( :‬חומרים‬ ‫שמאפשרים מעבר של זרם חשמלי דרכם‪ ,‬חומרים שסוגרים מעגל חשמלי)‬ ‫ו‪-‬מבודדים‪(:‬חומרים שאינם מאפשרים מעבר של זרם חשמלי דרכם‪,‬‬ ‫חומרים שפותחים מעגל חשמלי)‪.‬‬ ‫מוליכות חשמלית – היא תכונה המתארת את יכולתו של החומר להעביר‬ ‫דרכו זרם חשמלי‪ ,‬ומתייחסת ליכולת של האלקטרונים לעבור בחומר‪.‬‬ ‫מוליכות גבוהה יותר משמעותה היא שהאלקטרונים יכולים לעבור בחומר‬ ‫יותר בקלות‪ ,‬ולכן עוצמת הזרם במעגל החשמלי גדולה יותר‪ .‬קיימות דרגות‬ ‫שונות של מוליכות חשמלית‪ .‬בקצה האחד של הסקלה הרציפה של דרגות‬ ‫ההולכה החשמלית‪ ,‬ניתן למצוא חומרים המוליכים חשמל היטב ומכונים‬ ‫"מוליכים" (כמו יסודות מתכתיים מסויימים) ובקצה השני של הסקלה‬ ‫נמצאים חומרים שמוליכותם זניחה ומכונים "מבדדים" (כמו עץ‪ ,‬פלסטיק‬ ‫פשוט וקלקר)‪ .‬ניתן לדרג את החומרים המוליכים חשמל על‪-‬פי מידת‬

‫המוליכות שלהם‪ ,‬ממוליכים טובים ועד למוליכים גרועים‪.‬‬

‫‪imagine explore learn‬‬ ‫•‬

‫•‬


‫זרם חשמלי זרם חשמלי הוא תופעה של זרימת מטענים דרך מוליך‪.‬‬ ‫במקרה של מוליך מתכתי הזרם החשמלי הוא תנועה של אלקטרונים‬ ‫חופשיים בכיוון אחד‪.‬‬ ‫עוצמת הזרם היא כמות המטען החשמלי (מספר האלקטרונים) העוברת‬ ‫דרך חתך של מוליך במשך יחידת זמן אחת‪ .‬ככל שקצב מעבר המטענים‬ ‫במוליך (מספר האלקטרונים בשנייה) גדול יותר‪ ,‬כך עוצמת הזרם גדולה‬ ‫יותר‪ .‬עוצמת הזרם תלויה לא רק בסוג המוליך אלא גם באורך המוליך‬ ‫ובעובי המוליך‪ .‬יחידת המידה לעוצמת הזרם החשמלי נקראת אמפר (‪.(A‬‬ ‫חשוב להדגיש כי עוצמת הזרם אינה מלמדת על הכמות הכוללת של מטען‬ ‫שעברה במוליך‪ ,‬שכן כמות המטען תלויה גם במשך הזמן של הזרימה‪.‬‬ ‫(מתוך ערכת ה‪.‬ל‪.‬ה)‬ ‫כדי להימנע מתפיסות שגויות במושגים הקשורים לדרך בה נמדד הזרם‬ ‫החשמלי העובר במעגל‪ ,‬ניתנת כאן הבהרה בנושא אמצעי מדידה‪ .‬פעמים‬ ‫רבות משתמשים בכיתה בנורה כמדד לקיום של זרם חשמלי במעגל‬ ‫החשמלי (כשנורה דולקת אזי המעגל חשמלי סגור ועובר בו זרם חשמלי‬ ‫ולהיפך כשנורה אינה דולקת אזי המעגל החשמלי פתוח ולא עובר זרם‬ ‫במעגל‪ .‬לעיתים אף משתמשים בעוצמת ההארה של הנורה כמדד לעוצמת‬ ‫הזרם‪ :‬העוצמה משתנה ומושפעת מהאנרגיה שהסוללות מספקות)‪ .‬חשוב‬ ‫לחדד את ההבנה שמדידה באמצעות נורה היא מדידה איכותית לעומת‬ ‫השימוש במד הזרם (אמפרמטר‪/‬מיקרואמפרמטר) המודד את עוצמת הזרם‬ ‫באופן מדויק יותר מהנורה‪ .‬מומלץ להדגיש את ההבדל בין מדידה איכותית‬ ‫(נורה) לעומת מדידה כמותית (מד זרם) ולהתאים את אמצעי המדידה‬ ‫לפעילות‪.‬‬ ‫מטרות תוכן‬ ‫וציוני דרך‬

‫מדעי החומר –פיזיקה‬ ‫תת נושא‪ :‬חומרים‬ ‫רעיונות והדגשים‪:‬‬ ‫חומרים מאופיינים על‪ -‬פי ההרכב‪ ,‬המקור‪ ,‬התכונות הכימיות והפיזיקליות‬ ‫ציוני דרך‪:‬‬ ‫‪ ‬תכונות המשותפות למתכות‪ :‬מבריקות‪ ,‬מוליכות חום‪ ,‬מוליכות‬ ‫חשמל‪ ,‬מוצקות בטמפרטורת החדר (מלבד כספית)‪.‬‬ ‫‪ ‬הקשר בין תכונות המתכות לבין השימושים בהן בבית‪ ,‬בתעשייה‪,‬‬ ‫בתחבורה ועוד‪:‬‬ ‫‪ ‬מוליכות חום (בישול‪ ,‬חימום)‬ ‫‪ ‬מוליכות חשמלית (הפעלת מכשירי חשמל)‬

‫מושגים עיקריים‬

‫מוליכות חשמל‪ ,‬הולכת חשמל‪ ,‬עוצמת זרם‪ ,‬אמפר‪ ,‬מיליאמפר‪ ,‬מוליך‪,‬‬ ‫מבדד‪,‬מעגל חשמלי פתוח‪ ,‬מעגל חשמלי סגור‪.‬‬


‫ידע קודם נדרש‬

‫מיומנויות המאה ‪21-‬‬

‫ידע תחום התוכן‪:‬‬ ‫מתכות כסוג של חומר‬ ‫דוגמאות למתכות‪ :‬ברזל‪ ,‬בדיל‪ ,‬עופרת‪ ,‬אלומיניום‪ ,‬נחושת‪,‬זהב‪ ,‬כסף‬ ‫מיומנויות למידה‪:‬‬ ‫ איסוף נתונים על תכונות המתכות‪ ,‬ארגון המידע בטבלה‪ ,‬השוואה בין‬‫תכונות מתכות והבניית הכללות על מאפייני המתכות‪.‬‬ ‫מיומנויות חקר וגילוי‪:‬‬ ‫‪ ‬עריכת תצפית‪ ,‬איסוף וארגון מידע‪ ,‬קריאת נתונים מגרף‪,‬‬ ‫כתיבת תוצאות‪ ,‬הסקת מסקנות‪.‬‬ ‫‪ ‬חקר (פתרון בעיות)‪ ,‬השוואה‪ ,‬זיהוי‪ ,‬ייצוג ידע בסמלים‬ ‫ותרשימים‬

‫מהלך הפעילות‬

‫אתגר‬

‫צפייה בסרטון העט המוליך משמשת כגרוי ללמידה בנושא הולכת חשמל‬ ‫במתכות ולבדיקת ידע קודם של תלמידים‪ .‬העט המוליך חשמל הומצא‬ ‫במעבדה הטכנולוגית ‪ MIT‬במסצ'וסטס‪ ,‬ארה"ב‪ .‬החומר הנובע מהעט‬ ‫מוליך חשמל וכך ניתן לסגור מעגלים בכל צורה שרק בוחרים‪ .‬התכונה‬ ‫שיש לחומר בעט היא תכונה של מוליכות חשמלית‪.‬‬ ‫מה נחקור?‪ -‬בשלב הזה יש לציין שמבצעים תצפית המבוססת על מדידות‬ ‫של תכונת מוליכות חשמל ללא התערבות‪ .‬זה לא ניסוי‪ .‬הדיון בהבדל בין‬ ‫תצפית לניסוי מתקיים לאחר ביצוע הניסוי ‪,‬בשלב שבו מנתחים תוצאות‬ ‫ומסיקים מסקנות‪.‬‬ ‫לפניכם סרטון המציג המצאה טכנולוגית שעושה שימוש באחת מתכונות‬ ‫המתכות‪ .‬העט הומצא במעבדה הטכנולוגית ‪ MIT‬במסצ'וסטס‪ ,‬ארה"ב‪ .‬צפו‬ ‫בסרטון ורשמו במהלך הצפייה באיזו תכונה משתמשים בסרטון?‬

‫העט המוליך‬ ‫מה נחקור?‬ ‫נערוך תצפית שמטרתה לבדוק הולכת חשמל במתכות שונות (נחושת‪,‬‬ ‫ברזל‪ ,‬אלומיניום) וחומרים אחרים (עץ‪ ,‬זכוכית‪ ,‬פלסטיק)‪ ,‬נמדוד עוצמת‬ ‫הזרם החשמלי העוברת במעגל דרך החומרים השונים‪ .‬נשווה בין‬ ‫התוצאות המתקבלות ונמיין את החומרים שנבדקו לשתי קבוצות‪ :‬מוליכים‪:‬‬ ‫(חומרים שעובר דרכם זרם חשמלי) ומבודדים‪( :‬חומרים שלא מאפשרים‬ ‫מעבר של זרם חשמלי)‪.‬‬

‫‪imagine explore learn‬‬ ‫•‬

‫•‬


‫ציוד‬

‫‪‬‬

‫טאבלט אינשטיין‪ +‬או לאבמייט איינשטיין‪+‬‬

‫‪‬‬

‫חיישן זרם (‪)+250 mA‬‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט ברזל‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט נחושת‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט אלומיניום‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט עץ‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט זכוכית‬

‫‪‬‬

‫פס או מוט פלסטיק‬

‫*יש להקפיד שכל המוטות‪/‬פסים יהיו זהים בגודלם וצורתם‪.‬‬ ‫‪‬‬

‫רגע לפני‪...‬‬

‫מרכיבי מעגל חשמלי‪ :‬סוללה (‪ ,)1.5V‬נורה (‪ ,)1.5V‬חוטי חשמל (‪.)2‬‬

‫ההשערה מתבססת על ידע קודם שיש לתלמידים על חומרים שנמצאים‬ ‫בטבע וכן על ההתנסויות בנושא חשמל ומרכיבי המעגל החשמלי בכיתה ג'‪.‬‬ ‫שערו אילו חומרים מבין החומרים שתבדקו יוליכו חשמל ואיזה חומרים לא‬ ‫יוליכו חשמל‪ .‬מיינו את החומרים לשתי קבוצות‪ :‬מוליכים‪( :‬חומרים‬ ‫המעבירים זרם חשמלי) ומבודדים‪( :‬חומרים שאינם מעבירים זרם‬ ‫חשמלי)‬

‫ביצוע הניסוי‬

‫עבודה קבוצתית‬ ‫‪ .1‬חשוב לציין בפני התלמידים שיש לבצע פעולת איפוס (קירוב‬ ‫ל‪ )0-‬בחיישן לפני תחילת המדידות‪ .‬יחד עם האיפוס‪ ,‬יש‬ ‫לקחת בחשבון סטייה של ‪ 3 %‬בדיוק במדידות‪.‬‬ ‫‪.2‬‬

‫התוצאות המתקבלות מוצגות בשברים עשרוניים העשויים‬ ‫להקשות על תלמידים להבין גודל של זרם במעגל‪ .‬ולהבחין‬ ‫בין עוצמת זרם גבוהה במוליכים לבין עוצמת זרם זניחה‬ ‫במבודדים‪ .‬גם המרה ממיליאמפרמטר לאמפר עשוייה‬ ‫להקשות על הבנת הגודל של זרם חשמלי‪:‬‬ ‫‪ -mA‬מיליאמפר= אלפית האמפר ‪1/1000‬‬ ‫‪1000‬מיליאמפר = ‪ 1‬אמפר‬

‫לכן מומלץ להשתמש באנלוגיה להמחשת המושג זרם‪ .‬בדיון‬ ‫בסעיף תוצאות ומסקנות הוצע להשתמש באנלוגיה של זרם מכוניות (נלקח‬ ‫מתוך ערכת ה‪.‬ל‪.‬ה) להסבר של זרם חשמלי העוברת דרך חומרים‪.‬‬


‫‪ .1‬חברו את חיישן הזרם‪.‬‬ ‫‪ .2‬לפני תחילת המדידות יש לאפס את חיישן הזרם‪ :‬לחצו על‬ ‫כפתור ההגדרות הנמצא ליד החיישן והפעילו את האיפוס‬ ‫(‪.)set zero‬‬ ‫‪ .3‬הגדירו את מערך אוגר הנתונים‪.‬‬

‫מערך אוגר הנתונים‬ ‫זרם (‪)+250 mA‬‬ ‫קצב הדגימה‪:‬‬

‫‪ 1‬בשנייה‬

‫משך הדגימה‪:‬‬

‫‪ 20‬שניות‬

‫‪ .4‬חברו אל חיישן הזרם נורה וסוללה‪ ,‬בנו מעגל חשמלי סגור‬ ‫ובדקו את תקינות מרכיביו (הנורה דולקת‪ ,‬עובר זרם חשמלי‬

‫במעגל)‪.‬‬ ‫‪ .5‬הוסיפו למעגל החשמלי שהרכבתם כל פעם אחד מהחומרים‬ ‫הבאים‪ :‬ברזל‪ ,‬נחושת‪ ,‬אלומיניום‪ ,‬עץ‪,‬זכוכית‪,‬פלסטיק ובדקו ‪:‬‬

‫‪‬‬

‫האם הנורה דולקת?‬

‫‪‬‬

‫מה עוצמת הזרם החשמלי שעובר במעגל?‬

‫‪ .6‬השלימו את טבלת מוליכות החשמל של החומרים שבדקתם‬ ‫במהלך ביצוע הניסוי‪.‬‬

‫‪imagine explore learn‬‬ ‫•‬

‫•‬


‫‪.7‬בצעו חזרה על המדידות (סעיפים ‪ )5-8‬למניעת טעויות מדידה‬ ‫ולהגדלת מהימנות הניסוי ‪.‬‬ ‫עבודה קבוצתית‬ ‫עיבוד נתונים‬

‫בשלב הזה מתבצע איסוף נתוני המדידה בטבלה ממנה יוכלו התלמידים‬ ‫להסיק מסקנות לגבי החומרים המוליכים (עוצמת זרם גבוהה יחסית‬ ‫למבדדים‪ ,‬נורה דולקת ‪,‬מצב ‪":‬מעגל חשמלי סגור") לעומת מבדדים(עוצמת‬ ‫זרם נמוכה יחסית למוליכים‪ ,‬נורה אינה דולקת‪ ,‬מצב ‪":‬מעגל חשמלי‬ ‫פתוח")‪.‬‬ ‫השלימו את הטבלה ‪:‬‬ ‫החומר‬

‫ברזל‬ ‫אלומיניום‬ ‫נחושת‬ ‫פלסטיק‬ ‫עץ‬ ‫זכוכית‬

‫עוצמת הזרם‬ ‫החשמלי‬ ‫שעוברת‬ ‫במעגל (‪-mA‬‬ ‫מילי אמפר)‬

‫נורה דולקת‬ ‫במעגל‬

‫מעגל חשמלי‬ ‫סגור‪/‬פתוח‬

‫כן‪/‬לא‬

‫סגור‪/‬פתוח‬

‫כן‪/‬לא‬

‫סגור‪/‬פתוח‬

‫כן‪/‬לא‬

‫סגור‪/‬פתוח‬

‫כן‪/‬לא‬

‫סגור‪/‬פתוח‬

‫כן‪/‬לא‬

‫סגור‪/‬פתוח‬

‫כן‪/‬לא‬

‫סגור‪/‬פתוח‬

‫בפעילות זו התלמידים בוחנים את סוג המוליך (החומר) כתכונה דיכוטומית‪:‬‬ ‫תוצאות ומסקנות‬

‫מוליך או מבודד‪ .‬בחטב ביניים משתמשים במושג‪ :‬זרם מכוניות כאנלוגיה‬ ‫לזרם חשמלי‪ .‬אפשר להעזר באנלוגיה הזו כדי להמחיש את המושג זרם‬ ‫חשמלי (גודל פיזיקלי מופשט) אך במגבלות של שימוש באנלוגיה שאינה‬


‫השוואה חד חד ערכית‪.‬‬ ‫בתופעה של זרימת מכוניות בכביש‪ ,‬עוצמת זרם המכוניות היא כמות‬ ‫המכוניות העוברות בכביש ‪ .‬עוצמת זרם המכוניות מושפעת מהחומר‬ ‫(כביש‪/‬דרך עפר) דרכן היא עוברת (תלוי אם הדרך משובשת ‪ /‬מפותלת ‪/‬‬ ‫נוחה)‪ .‬גם הזרם החשמלי העובר במעגל החשמלי מושפע מסוג המוליך‬ ‫(החומר) דרכו הוא עובר‪.‬‬

‫לשאלות ‪ : 1 -5‬התלמידים נעזרים בטבלת הנתונים שנאספה במהלך‬ ‫המדידה כדי למיין את החומרים שנמדדו לשתי קבוצות‪ :‬קבוצת החומרים‬ ‫בהם הנורה דלקה ועוצמת הזרם יחסית הייתה גבוהה קרי‪ ,‬קבוצת‬ ‫המתכות‪ :‬נחושת‪ ,‬ברזל‪ ,‬אלומיניום‪ ,‬פליז או כל מתכת אחרת שתשמש‬ ‫למדידה‪ .‬לעומת החומרים שפתחו את המעגל החשמלי‪ ,‬הנורה לא דלקה‬ ‫ועוצמת הזרם החשמלי הייתה יחסית נמוכה קרי‪ ,‬קבוצת העץ‪ ,‬זכוכית‪,‬‬ ‫פלסטיק‪ .‬במשך הם ממינים את קבוצות החומרים לשתי קטגוריות ‪:‬‬ ‫מוליכים (חומרים שהעבירו זרם חשמלי דרכם) לעומת מבודדים ( חומרים‬ ‫שלא העבירו זרם חשמלי דרכם‪ .‬מומלץ להדגיש שעובר תמיד זרם כלשהוא‬ ‫אך עוצמת הזרם במבדדים זניחה)‪ .‬כאן גם אפשר לחדד את ההבדל בין‬ ‫מדידה אכותית כשמשתמשים בנורה כמדד למעבר זרם לעומת מדידה‬ ‫כמותית באמצעות חיישן ורואים שעובר זרם חשמלי בעוצמה זניחה‪.‬‬ ‫דיון במליאה‬ ‫שאלה ‪ :7‬המללת התופעה היא חלק משמעותי בהבנתה‪ ,‬ניתן להמליל‬ ‫ולהציג בתרשים זרימה חזותי‪.‬‬ ‫מוליכות חשמלית היא תכונתו של חומר להוליך זרם חשמלי דרכו‪:‬‬ ‫(ההסבר הבא מיועד למורה בלבד‪ :‬מוליכות חשמלית מתייחסת ליכולת‬ ‫של האלקטרונים לעבור בחומר‪ .‬מוליכות גבוהה יותר משמעותה היא‬ ‫שהאלקטרונים יכולים לעבור בחומר יותר בקלות‪ ,‬ולכן עוצמת הזרם‬ ‫במעגל החשמלי גדולה יותר‪ .‬סוג החומר משפיע על עוצמת הזרם‬ ‫החשמלי)‪.‬‬

‫יכולת של חומר להעביר זרם חשמלי‬ ‫סוג החומר‬ ‫מבדד‬

‫מוליך חשמל‬

‫(עץ‪ ,‬פלסטיק‪ ,‬זכוכית)‬

‫(מתכות)‬

‫‪imagine explore learn‬‬ ‫•‬

‫•‬


‫חומר מעביר זרם חשמלי דרכו‬

‫חומר אינו מעביר זרם חשמלי דרכו‬

‫עוצמת הזרם העוברת‬ ‫(עובר זרם בעוצמה גבוהה)‬

‫(עובר זרם זניח)‬

‫כל המתכות מוליכות חשמל טוב‪ ,‬אך מידת המוליכות שלהן שונה‪ .‬עץ‪,‬‬ ‫גומי‪ ,‬זכוכית‪ ,‬פלסטיק אינם מוליכים חשמל הם חומרים מבודדים‪ .‬בכדי‬ ‫לבדוק האם חומר מוליך חשמל משתמשים בנורה המחוברת לסוללה‬ ‫בחוטים מתאימים‪ .‬אם הנורה מאירה זהו הסימן שחומר מעביר זרם‬ ‫חשמלי‪ .‬אם הנורה אינה מאירה – החומר הוא מבודד‪ .‬העברת חשמל‬ ‫טובה יותר‪ ,‬תגרום לנורה להאיר חזק יותר‪ .‬זוהי מדידה איכותית ‪ ,‬כשרוצים‬ ‫לבצע מדידה כמותית משתמשים בחיישן מד זרם (אמפרמטר) המאפשר‬ ‫למדוד את עוצמת הזרם החשמלי העוברת במעגל במדוייק‪.‬‬ ‫לשאלות ‪ :9-10‬האדם מנצל את תכונות מוליכות חשמל בחיי היומיום‬ ‫למשל חוטי החשמל עשויים מחוטי נחושת (מתכת) אך עטופים בפלסטיק‬ ‫למניעת התחשמלות‪.‬‬

‫‪ .1‬רשמו את שמות החומרים בהם הנורה דלקה והמעגל החשמלי‬ ‫היה סגור‪.‬‬ ‫‪.2‬‬

‫האם עוצמת הזרם שעברה דרך החומרים הללו היתה יחסית‪:‬‬ ‫גבוהה ‪ /‬זניחה‬

‫‪ .3‬רשמו את שמות החומרים בהם הנורה לא דלקה והמעגל‬ ‫החשמלי היה פתוח ‪.‬‬ ‫‪ .4‬האם עוצמת הזרם שעברה בחומרים הללו היתה יחסית‪ :‬גבוהה ‪/‬‬ ‫זניחה‬ ‫מיינו את החומרים שמדדתם לשתי קבוצות‪ :‬חומרים מוליכים‪:‬‬ ‫(חומרים שמעבירים זרם חשמלי ) וחומרים מבודדים (חומרים‬ ‫שאינם מעבירים זרם חשמלי)‪.‬‬

‫מוליכים‬

‫מבודדים‬


‫דיון במליאה‬ ‫‪ .5‬הסבירו למה מתכוונים כשאומרים על חומרים מוליכים?‬ ‫‪ .6‬הסבירו למה מתכוונים כשאומרים על חומרים שהם מבודדים?‬ ‫המשגת התופעה ‪ :‬הולכת חשמל‬ ‫‪ .7‬נסו להגדיר את תופעת הולכת החשמל‪ ,‬התייחסו לכל סוגי‬ ‫החומרים‪ ,‬לתכונת המוליכות החשמלית ולהכללתם כקטגוריה‬ ‫בעלת תכונות משותפות‪.‬‬ ‫‪ .8‬כיצד ניתן לנצל את התכונה של הולכת חשמל בחיי היומיום?‬ ‫‪ .9‬כיצד ניתן לנצל את התכונה של מבודדים בחיי היומיום?‬

‫יישום‬

‫מטרת משימת היישום היא העברה של הידע שנלמד בפעילויות היישום‬ ‫הללו מתקיימת העברה של הידע ממוחשי למופשט‪ .‬הבנת התופעה‬ ‫באמצעות ייצוגה בסימנים מוסכמים ובדרך של התנסות וירטואלית עם‬ ‫חומרים שונים בעלי אותם מאפיינים של מוליכים ומבודדים‪.‬‬

‫‪.1‬‬

‫הקיפו את המעגלים החשמליים שיעבור בהם זרם חשמלי והנורה‬

‫תאיר‪:‬‬

‫‪imagine explore learn‬‬ ‫•‬

‫•‬


‫‪" .2‬סוגרים מעגל" התנסות וירטואלית בפעילות‪:‬‬

‫מוליכים ומבודדים‬ ‫הולכת חשמל היא היכולת של חומרים להעביר זרם חשמלי דרכם‪.‬‬ ‫רקע מדעי‬

‫התכונה של‬

‫העברת הזרם החשמלי נקראת מוליכות חשמלית‪ .‬ישנם‬

‫חומרים בטבע אשר מוליכים (מעבירים) זרם חשמלי דרכם‪ ,‬הם נקראים‬ ‫"מוליכים"‪ .‬חומרים מוליכים סוגרים מעגל חשמלי‪ .‬ישנם חומרים שאינם‬ ‫מאפשרים מעבר של זרם חשמלי דרכם הם נקראים מבודדים‪ .‬מבודדים‬ ‫פותחים מעגל חשמלי‪ .‬כל המתכות מוליכות חשמל טוב‪ ,‬אך מידת‬ ‫המוליכות שלהן שונה‪ .‬ניתן לדרג את החומרים המוליכים חשמל על‪-‬פי‬ ‫מידת המוליכות החשמלית שלהם‪ ,‬ממוליכים טובים ועד למוליכים גרועים‪.‬‬ ‫האדם מנצל את התכונה של מוליכות חשמל לתועלתו למשל‪ ,‬שימוש‬ ‫במתכת הנחושת (נפוצה מאוד בטבע וזולה יותר מכסף) לייצור כבלים‬ ‫וחוטי חשמל להעברת החשמל לבית ולהעברת חשמל במוצרי חשמל‪.‬‬ ‫האדם מנצל את התכונה של חומרים מבודדים לתועלתו למשל שימוש‬ ‫בחומר פלסטיק (אינו מוליך חשמל) בשקעים הביתיים כהגנה מפני‬ ‫התחשמלות‪.‬‬


imagine explore learn •


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.