Werkboek Hoofdstuk 2 en 3

Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Licht- en geluidstechniek
Elektrische stroom en veiligheid
Naam:
Klas:
Website:
http://vakken.fiorettileerling.nl/fio/natuurkunde
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Inhoudsopgave
Hoofdstuk 2 Licht en geluid................................................................................ 3
Experiment 2.1: Zien ............................................................................................ 3
Experiment 2.2: Geluidssterkte.............................................................................. 4
Knipbladen bij huiswerkopdrachten §2.1 ................................................................ 7
Experiment 2.3: Licht terugkaatsen ..................................................................... 11
Experiment 2.5: Lichtbundels richten met een lens ............................................... 14
Experiment 2.7: Schaduw ................................................................................... 19
Knipbladen bij huiswerkopdrachten §2.2 .............................................................. 22
Experiment 2.10: Kleuren zien ............................................................................ 24
Experiment 2.11: Lichtbronnen ........................................................................... 26
Experiment 2.13: Geluid zichtbaar maken ............................................................ 27
Experiment 2.14: Spraak .................................................................................... 30
Experiment 2.17: Tonen horen ............................................................................ 33
Knipbladen bij huiswerkopdrachten §2.4 + §2.5 ................................................... 36
Knipbladen bij extra-opdrachten §2.5 .................................................................. 37
Stroomkring ....................................................................................................... 38
Geleiders en isolatoren ....................................................................................... 39
Stroom meten in een schakeling.......................................................................... 41
Serie en parallel ................................................................................................. 44
Zekering bouwen................................................................................................ 46
Zekering (demo): ............................................................................................... 48
Aardlek (demo): ................................................................................................. 49
Nask-tech opdrachten: De ontwerpcyclus ............................................................ 50
Ontwerpopdracht speeltoestel ............................................................................. 53
Werkstuk: Disco ................................................................................................. 55
2
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Hoofdstuk 2 Licht en geluid
Experiment 2.1: Zien
vraag
Wanneer zie je licht en wanneer zie je voorwerpen?
1
Op de demonstratietafel staan verschillende voorwerpen. Het licht gaat
uit. Welke voorwerpen zie je in het donker?
__________________________________________________________
2
Welke voorwerpen zie je wanneer je een kaars aansteekt?
__________________________________________________________
3
We gebruiken een lichtbron met een smalle lichtbundel.
Kun je de lichtbundel zelf zien? ________________________________
We schijnen de lichtbundel eerst op een zwart vlak en daarna op een
wit vlak. Let op de voorwerpen die buiten de lichtbundel staan. Welk verschil neem je waar tussen beide situaties?
__________________________________________________________
4
Wat voor vorm heeft de lichtbundel van een zaklantaarn?
__________________________________________________________
5
Kun je de lichtbundel van de laser zien?
__________________________________________________________
Hoe kun je de lichtbundel van de laser zichtbaar maken?
__________________________________________________________
Hoe loopt de lichtbundel van de laser?
__________________________________________________________
Conclusie:
je kunt een voorwerp alleen zien, als ___________________________
__________________________________________________________
Lichtstralen vormen een bundel. In die bundel lopen de lichtstralen
__________________________________________________________
3
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.2: Geluidssterkte
vraag:
Hoe zacht is een zacht geluid en hoe hard is een hard geluid?
Opstelling en werkwijze:
Nodig:



geluidssterktemeter
(dB-meter)
geluidsbronnen
oordopjes
Als je de geluidssterktemeter aanzet, dan kun je op het schermpje de geluidssterkte
in dB aflezen. Je moet wel afspreken op welke afstand je de geluidssterkte meet.
Opdrachten:
Voorspelling
Maak een schatting van hoeveel dB een stil lokaal is, hoeveel dB je maakt als je
gewoon praat en hoeveel dB je te hard vindt.
Stil lokaal …….. dB; gewoon praten …….. dB; hard geluid …….. dB
Onderzoek
1
Zorg voor geluid. Meet op 1, 2, 3 en op 4 meter hoe groot de geluidssterkte.
afstand geluidssterkte
(m)
(dB)
1,0
2,0
3,0
4,0
4
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
2
Meet de geluidssterkte van verschillende bronnen.
geluid
geluidsster
kte
(dB)
stil lokaal
gewoon praten
lawaai
3
naam
Meet de geluidssterkte van de oordopjes van mp3-spelers en dergelijke die
veel leerlingen gebruiken. Hierbij moet je de oordopjes wel tegen de dB-meter
aan houden.
geluidssterkte
(dB)
5
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Inzicht
a
Waarom moet je een geluidssterktemeting altijd op dezelfde afstand doen?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b
Klopt je voorspelling?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
c
Noem twee redenen waarom het belangrijk is te weten hoe hard geluid is.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
d
Waarom moet je de geluidssterkte van oordopjes juist op heel korte afstand
meten?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
e
Beantwoord de onderzoeksvraag.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
6
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Knipbladen bij huiswerkopdrachten §2.1
Opdracht 9
Figuur 2.13
Opdracht 11
Figuur 2.14
7
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Opdracht 13
Figuur 2.16
8
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Opdracht 16
Figuur 2.17
Opdracht 19
Figuur 2.18
9
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Opdracht 20
Figuur 2.19
Opdracht 21
Figuur 2.20
10
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.3: Licht terugkaatsen
Vraag:
Hoe weerkaatst een spiegel licht?
Opstelling en werkwijze:
Nodig:



lichtkastje met één
lichtstraal
spiegeltje
papier met
gradenverdeling, zie
laatste blad
Het spiegeltje zet je recht op het papier met gradenverdeling (laatste blad) langs de
horizontale lijn onderaan.
De lijn loodrecht op de spiegel is de normaal. Als je de lichtstraal schuin op het
midden laat vallen, dan kun je de hoek aflezen waaronder de lichtstraal invalt. Dit is
de hoek van inval i.
Ook van de teruggekaatste lichtstraal kun je de hoek aflezen die de lichtstraal maakt
met de normaal. Dat is t (de hoek van terugkaatsing).
Opdrachten:
Voorspelling
Wat geldt er voor i en t?
_____________________________________________________________________
Onderzoek
1
Teken voor minstens vijf lichtstralen die je op het midden van de spiegel laat
vallen hoe het licht op de spiegel valt en hoe het wordt teruggekaatst.
2
Meet de vijf hoeken van inval en de vijf hoeken van terugkaatsing.
Noteer de resultaten in de tabel.
i
60
t
75
11
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Inzicht
a
Wat geldt er voor i en t? Klopte jouw voorspelling?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b
Voorspel voor een lichtstraal met een hoek van inval van 75 hoe groot t is.
Controleer jouw voorspelling.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
c
Een lichtstraal weerkaatst op een spiegel met een hoek van terugkaatsing van
60. Voorspel hoe groot de hoek van inval was. Controleer jouw voorspelling.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
12
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
13
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.5: Lichtbundels richten met een lens
Vraag:
Hoe kun je lichtstralen dichter naar elkaar laten lopen?
Opstelling en werkwijze:
Nodig:



lamp met drie
lichtstralen
twee positieve lenzen
(in het midden dikker
dan aan de rand)
negatieve lens (in het
midden dunner dan
aan de rand)
De lichtstralen van een lamp lopen steeds verder uit elkaar. Je onderzoekt waar je de
lens moet zetten om de bundel te krijgen die jij nodig hebt.
Opdrachten:
Voorspelling
Je hebt lichtstralen die uit elkaar gaan. Voorspel wat er gebeurt als je een lens in de
lichtstralen zet.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Wat voor verschil maakt het of je een positieve lens vlakbij de lamp zet of verder
weg?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
14
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Onderzoek
1
Maak de opstelling met uit elkaar gaande lichtstralen.
2
Zet de positieve lens dicht bij de lamp. Zorg dat de lichtstralen naar elkaar toe
gaan. Teken de plaats van de lens en de lichtstralen.
3
Schuif de lens verder weg, totdat de lichtstralen evenwijdig lopen. Teken dit.
Meet de afstand van het midden van de lamp tot aan het midden van de lens.
4
Schuif de lens nog iets verder weg. Teken weer de lichtstralen.
15
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
5
Herhaal deze proef met de negatieve lens.
16
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
6
Herhaal de proef met een andere positieve lens.
17
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Inzicht
a
Klopte jouw voorspelling? Waarom wel / niet?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b
Wat doet een positieve lens met de lichtstralen?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
c
En wat doet een negatieve lens met de lichtstralen?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
d
Hoe moet de vorm van de lens zijn om de lichtstralen zo snel mogelijk naar
elkaar toe te krijgen?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
e
Geef antwoord op de onderzoeksvraag.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
18
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.7: Schaduw
vraag Wat is schaduw?
Nodig: kaars of waxinelichtje, scherm, enkele voorwerpen en
geodriehoek
1 Een lichtbron staat voor een scherm.
Tussen de lichtbron en het scherm staat een rond voorwerp. Schets in
het kader hiernaast de schaduw van het voorwerp.
Waarschijnlijk heb je in opdracht 1 een cirkel getekend met scherpe
randen. In dit practicum ga je onderzoeken hoe echte schaduwen eruit zien en
waarom dat zo is.
2 Steek de kaars aan.
Meet de hoogte en breedte van de vlam, wanneer de kaars goed brandt.
hoogte = _________ breedte = _____________
Laat de kaars in de proeven steeds op
16 cm
van het scherm
staan.
3 Neem het lange balkje.
Houd het balkje vlak voor het scherm.
Schets in het kader hiernaast zo precies mogelijk de schaduw
4 Houd nu het balkje ongeveer halverwege kaarsvlam en scherm.
Schets weer zo precies mogelijk de schaduw.
Let nu ook op donkerheidsverschillen van de schaduw.
Is de schaduw nu even groot als in proef 3?
Ja/Nee, ______________________________________________
5 De schaduw van proef 3 heet de kernschaduw.
De schaduw van proef 4 bestaat uit een kernschaduw en een
halfschaduw langs de rand.
Bekijk nog eens de halfschaduw van proef 4: is die overal even donker?
Ja, Nee, _____________________________________________
19
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
6 Beweeg het balkje een beetje verder van het scherm weg en let op wat er
ondertussen met de halfschaduw gebeurt.
Wat zie je?
___________________________________________________________________
7 Houd nu het balkje horizontaal halverwege kaarsvlam en scherm.
Schets net als proef 4 de schaduw.
Wat is er anders aan de schaduw vergeleken met proef 4?
8 Geven andere voorwerpen ook schaduw?
Onderzoek de andere voorwerpen op schaduwvorming.
Teken steeds de schaduw, als het voorwerp halverwege kaars en scherm staat.
9 Houd nog eens het bolletje halverwege kaars en scherm.
Teken hiernaast precies de schaduw.
Meet ook de lengte van de halfschaduw onder of boven:
_______
Meet ook de lengte van de halfschaduw links of rechts:
_______
10 Noem drie dingen die van invloed zijn op de lengte van de halfschaduw:
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________ 11
20
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
11 Beweeg het bolletje tussen kaars en scherm.
Is het mogelijk om de kernschaduw te laten verdwijnen?
Ja/Nee, ____________________________________________________________
Op welke afstand tussen kaars en scherm gebeurt dit? ______________________
12 Teken hieronder de situatie op ware grootte: dus teken de vlam op ware
grootte, het bolletje ook en de afstanden kaars-scherm en kaars-bol ook.
Probeer hiermee te snappen waarom de kernschaduw is verdwenen.
21
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Knipbladen bij huiswerkopdrachten §2.2
Opdracht 27
Figuur 2.30
Opdracht 28
Figuur 2.31
22
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Opdracht 37
Figuur 2.34a
Figuur 2.34b
Opdracht 40
Figuur 2.35
23
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.10: Kleuren zien
Vraag:
1
Wanneer zien wij gekleurd licht?
Voor in de klas staat een lamp met kleurfilters.
Eerst doen we alleen de rode lamp aan.
We laten de lamp op verschillende gekleurde voorwerpen vallen. Schrijf in de
tabel op wat voor opmerkelijks je ziet aan die voorwerpen.
Voorwerp
2
Wat valt op
Probeer eens een natuurwet voor kleuren te bedenken. Maak eerst de
volgende zinnen af:
Als rood licht op een rood voorwerp valt, dan
__________________________
Als rood licht op een groen voorwerp valt, dan
__________________________
Als rood licht op een blauw voorwerp valt, dan
__________________________
Als rood licht op een wit voorwerp valt, dan
__________________________
Conclusie: ____________________________________________________________
_____________________________________________________________________
24
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
3
Om je conclusie te testen laten we nu de blauwe lamp op enkele voorwerpen
schijnen. Vul eerst de tabel zoveel mogelijk in:
Voorwerp
Ik verwacht te zien dat …
dit klopt
wel/niet
wel/niet
wel/niet
wel/niet
Verbeter hier je conclusie van 2 als dat nodig is:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
4
Nu laten we de lamp op een schijf met drie filters schijnen.
Via een spiegel schijnt de lamp op een scherm.
Vul in: rood en groen licht samen wordt
_______________________________
rood en blauw licht samen wordt
_______________________________
blauw en groen licht samen wordt
_______________________________
Teken hieronder wat je op het scherm ziet:
25
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.11: Lichtbronnen
Vraag:
Welke kleursamenstellingen hebben lichtbronnen?
Uitvoering:
In het lokaal staan verschillende lichtbronnen. Het licht van deze
bronnen bekijk je door een een tralie.
Bij een tralie moet je een beetje schuin opzij kijken om de verschillende
kleuren te kunnen zien.
Noteer de kleuren in onderstaande tabel:
bron
rood
oranje
geel
groen
blauw
violet
Welke basiskleuren gebruikt een kleurenbeeldscherm?
_____________________________________________________________________
26
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.13: Geluid zichtbaar maken
Op een oscilloscoop kun je geluid zichtbaar maken. Je sluit een microfoon aan en het
geluid dat de microfoon opvangt komt als een grafiek op het scherm.
Welke gegevens kun je uit het beeld van geluid halen?
Vraag:
Opstelling en werkwijze:
Nodig:




microfoon
stemvork op klankkast
muziekinstrumenten
oscilloscoop
Opdrachten:
Voorspelling
Hoe verandert het beeld van geluid als het geluid harder of hoger wordt?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
Onderzoek
1
Maak een geluid en schets het beeld van dit geluid.
27
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
2
Maak het geluid van de stemvork zichtbaar op de oscilloscoop.
Schets het beeld.
3
Maak met een muziekinstrument een toon (of zing een toon). Schets het beeld
Teken ook het beeld van een hogere toon.
28
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Inzicht
a
Je vergelijkt het beeld van twee tonen. Hoe zie je welke toon het hoogst is?
Hoe zie je welk geluid het hardst is?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b
Bekijk de grafiek die je hebt gemaakt. Hoe lang duurt één trilling? Bereken
hoeveel trillingen de stemvork in één seconde maakt.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
29
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.14: Spraak
Hoe ziet de geluidsgrafiek van de klanken a, e, i, o en u, eruit op de computer? Zou
je die klinkers kunnen herkennen? En is er verschil tussen jongens en meisjes?
Vraag:
Welke overeenkomsten en verschillen zie je in de grafiek van de
klinkers als die door verschillende mensen worden uitgesproken?
Opstelling en werkwijze:
Nodig:


microfoon
computer met Coach
Laat iemand een klinker lang uitspreken en maak daar met de computer een grafiek
van.
Opdrachten:
Voorspelling
Wat zie je aan de geluidsgrafiek van klinkers?
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
30
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Onderzoek
1
Maak grafieken van twee klinkers (de a, e, i, o of u) van één jongen en van
één meisje. Teken ze na.
klinker
jongen:
meisje:
2
Vergelijk de grafieken van de klinkers.
3
Welk verschil zie je tussen de grafiek van de klinkers van een jongen en van
een meisje?
4
Ga na hoe je de klinkers herkent.
_______________________________________________________________
______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
31
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Inzicht
a
Leg uit hoe een computer klinkers kan herkennen.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b
Bespreek met elkaar of een computer een mens kan verstaan.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
c
Denk je dat een computer het verschil kan horen tussen een jongen en een
meisje? Of denk je dat een computer mensen kan herkennen aan hun stem?
Leg uit waarom je dat denkt.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
32
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Experiment 2.17: Tonen horen
Een klein kind kan tonen van 20 tot 20 000 Hz horen. Wat hoor jij? Toch wel meer
dan jouw leraar?
Vraag:
Welke frequenties kun jij horen?
Opstelling en werkwijze:
Nodig:


toongenerator
luidspreker
Een toongenerator maakt tonen van de frequentie die jij instelt. Je hebt wel een
luidspreker nodig om die tonen te kunnen horen.
Opdrachten:
Voorspelling
Schat tot hoeveel hertz jij kunt horen; schat ook tot hoeveel hertz je leraar kan
horen.
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
33
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Onderzoek
1
Draai de frequentie van de toongenerator langzaam op van 0 Hz tot 20 000
Hz. Noteer wat je hoort: een lage toon, gewoon, een hoge toon, niets.
frequentie
toon:
(Hz)
laag / gewoon /
hoog
hoor je wel /
niet
10
20
40
100
200
500
1000
2000
5000
10 000
jouw hoogste toon:
20 000
hoge piep
net wel / net niet
hoofdpijn
niet
34
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Inzicht
a
Noteer jouw gehoorbereik (dat begint bij de laagste toon die jij kunt horen en
eindigt bij de hoogste toon die jij nog hoort).
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
b
Leg uit wat er met je gehoorbereik gebeurt als je het geluid zachter zet.
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
c
Wat zal er met je gehoor gebeuren als je vaak naar (te) harde muziek luistert?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
35
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Knipbladen bij huiswerkopdrachten §2.4 + §2.5
Opdracht 66
Figuur 2.58
Opdracht 77
Figuur 2.71
36
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Knipbladen bij extra-opdrachten §2.5
Opdracht 94
Figuur2.72
37
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Stroomkring
Verwondering:
Met behulp van een batterij en een lampje zelf een lampje laten
branden.
Doel:
Met behulp van een schakelschema zelf een elektrische
schakeling maken waarin een lampje, een schakelaar en een
batterij zijn opgenomen.
Onderzoeksvraag:
Theorie:
Wanneer loopt er een stroom en brandt het lampje?
In een stroomkring kan alleen een stroom lopen als de
stroomkring gesloten is. Een schakelaar kan de stroomkring
onderbreken.
Benodigdheden:




Opstelling:
Batterij
3 draden (kleur maakt niet uit)
Lampje (3,5 V)
Schakelaar
Schakelschema 1
Schakelschema 2
Werkwijze:
Gebruik figuur 3.40 op blz. 101 uit je boek voor de betekenis van
de symbolen in het schakelschema.
Maak eerst een elektrische schakeling van schakelschema 1 en
daarna maak je schakelschema 2.
Conclusie:
In een elektrische schakeling kan alleen een stroom lopen als
_________________________________________________
38
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Geleiders en isolatoren
Verwondering:
Stroom gaat prima door een draad van koper. Door de lucht gaat
bijna geen stroom. Sommige stoffen kunnen elektrische stroom
wel doorlaten en andere niet.
Onderzoeksvraag:
Welke materialen geleiden de stroom goed en welke niet?
Theorie:
Stoffen die elektronen doorlaten noemen we een geleider.
Stoffen die de elektrische stroom niet doorlaten heten isolatoren.
Voorspelling:
Schrijf in de tabel bij meetgegevens vooraf of je denkt dat een
materiaal een geleider of isolator is.
Benodigdheden:





Batterij
3 draden (kleur maakt niet uit)
Lampje (3,5 V)
2 krokodillenklemmen
diverse materialen
Opstelling:
Werkwijze:
Maak met behulp van het schakelschema hierboven de
elektrische schakeling.
Op de plaats van de puntjes in het schakelschema zet je
krokodillenklemmen aan de draad.
Plaats het te testen materiaal tussen de krokodillenklemmen.
Ga verder op de volgende pagina.
39
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Meetgegevens:
Materiaal
Conclusie:
Vul de onderstaande tabel in.
Voorspelling
Geleider of isolator
Meetresultaat
Geleider of isolator
Welke materialen geleiden de stroom goed en welke niet?
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
40
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Stroom meten in een schakeling
Verwondering:
De stroomsterkte kun je meten met een ampèremeter.
Doel:
Elektrische stroom in een schakeling kunnen meten met een
ampèremeter.
Onderzoeksvraag:
Theorie:
Wat kun je zeggen over de stoom in een stroomkring?
Elektrische stroom is niets anders dan bewegende lading. Wat er
precies beweegt is heel erg klein. In een draad of in een tl-buis
bewegen heel kleine geladen deeltjes. Deze deeltjes noemen we
elektronen.
Het voedingskastje:
Op school hebben we verschillende soorten voedingskastjes die er allemaal net even
anders uitzien. Toch hebben alle voedingskastjes de volgende onderdelen:
(a) Twee aansluitbussen waarin de
stekkers van de draden passen.
(b) Een regelknop waarmee de
sterkte van het voedingskastje
kunt regelen.
(c) Een meter die aangeeft op welke
waarde je het kastje hebt
ingesteld (kan ook een digitale
meter zijn).
(d) Een aan/uit knop, meestal
voorzien van een lampje.
(e) Een snoer met een stekker voor
een gewoon stopcontact
Ga verder op de volgende pagina.
41
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
De stroommeter (of ampèremeter):
1
4
3
2
1
De plus-aansluiting. Altijd op de schaal van 5 A beginnen!!
Let op bij het aflezen van de waarden wanneer de wijzer onder de 1
staat:
op schaal 5A: ieder streepje = 0,1 A = 100 mA. Pas wanneer de meter
onder de 0,5 A is mag je de volgende schaal gebruiken.
Op schaal 0,05: ieder streepje =0,001 A = 1 mA
2
de min-aansluiting
3
Deze knop moet naar links staan: gelijkspanning.
4
De meter moet liggend op de tafel gebruikt worden. Wanneer je niets
meet, moet de meter 0 aangeven. Wanneer dat niet zo is, moet je de toa
vragen om de meter met dit knopje op 0 te zetten.
Benodigdheden:





Voedingskastje
Netsnoer
Stroommeter
2 lampjes (3,5 V)
4 snoeren
42
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Opstelling:
Schakeling A
Schakeling B
Schakeling C
Werkwijze:





Maak schakeling A.
Laat de schakeling controleren.
Stel 6,0 V in op het voedingskastje.
Meet de stroom en schrijf de waarde in de tabel op
de volgende pagina.
Doe de eerste vier stappen ook voor B en C.
Meetgegevens:
Schakeling
Stroomsterkte (A)
A
B
C
Conclusie:
Wat kun je zeggen over de stoom in een stroomkring?
_________________________________________________
43
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Serie en parallel
Verwondering:
Elk apparaat in huis wil een andere hoeveelheid stroom. Ook wil
je elk apparaat apart aan en uit zetten.
Onderzoeksvraag:
Wat kun je zeggen over de stoom in een parallelschakeling?
Theorie:
Apparaten in huis zijn parallel geschakeld. Daardoor kun je ze
apart gebruiken.
Herhaling:
Wat geldt er voor de stroom in een serieschakeling?
_____________________________________________
Voorspelling:
Kijk alvast eens naar de opstellingen die je gaat maken en
probeer eens te bedenken wat de conclusie zal zijn.
_____________________________________________
_____________________________________________
Benodigdheden:






Voedingskastje
Netsnoer
Stroommeter
1 lamp (3,5 V)
1 lamp (6,0 V)
5 snoeren
44
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Opstelling:
Schakeling D
Schakeling E
Schakeling F
Werkwijze:





Maak schakeling D.
Laat de schakeling controleren.
Stel 3,5 V in op het voedingskastje.
Meet de stroom en schrijf de waarde in de tabel op
de volgende pagina.
Doe de eerste vier stappen ook voor E en F.
Meetgegevens:
Schakeling
Stroomsterkte (A)
D
E
F
Conclusie:
Wat kun je zeggen over de stoom in een parallelschakeling?
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
45
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Zekering bouwen
Met eenvoudige hulpmiddelen (staalwol en een lampje) kun je bekijken hoe een zekering werkt. De
zekering moet doorbranden en de stroom uitschakelen als er kortsluiting of overbelasting is.
De onderzoeksvraag is:
 Hoe maak je met eenvoudige hulpmiddelen een zekering?
Opstelling en werkwijze
Nodig:







staalwol
lampje
voedingsbron
aansluitsnoeren
krokodillenklemmetjes
stroommeter
spanningsmeter
Opdrachten
Voorspelling
Leg uit hoe een zekering werkt en voorspel wat er in je schakeling kan gebeuren.
De werking van een zekering: .........................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Bij de schakeling denk ik het volgende te gaan waarnemen: .............................................................
.....................................................................................................................................................
.....................................................................................................................................................
Onderzoek
1 Maak de schakeling die je in de afbeelding rechtsonder ziet. Neem een stroommeter en een
spanningsmeter op in je schakeling en laat je schakeling controleren. Laat de spanning in kleine
stapjes toenemen en geef in de tabel op het verslagblad aan wat er gebeurt.
2 Bouw de schakeling opnieuw en gebruik een dikker stuk staalwol. Je kunt de staalwol dikker
maken door de draad bijvoorbeeld dubbel te vouwen. Voer je experiment nogmaals uit.
Inzicht
a
b
c
d
Bij welke stroomsterkte ging de zekering in het eerste experiment haar werk doen?
En bij welke stroomsterkte gebeurde dat in het tweede experiment?
Wat doet een dikkere draad?
Beantwoord de onderzoeksvraag.
46
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Mijn onderzoeksresultaten
Noteer hier je waarnemingen bij de bijbehorende spanning en stroomsterkte.
Experiment 1
spanning
(V)
Stroomsterkte
(A)
Waarnemingen
Experiment 2
Spanning
(V)
Stroomsterkte
(A)
Waarnemingen
Inzichtvragen
a
De stroomsterkte waarbij mijn zekering in het eerste experiment smelt: .................................
b
De stroomsterkte waarbij mijn zekering in het tweede experiment smelt: ...............................
c
Hoe dikker de draad, hoe sneller / minder snel de zekering smelt.
d
Bij het opvoeren van de spanning gaat het lampje feller / minder fel branden, totdat .............
……………………………………………………………………………………………………………
47
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Zekering (demo):
48
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Aardlek (demo):
49
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Nask-tech opdrachten: De ontwerpcyclus
Uitwerkingen opdrachten ontwerpcyclus (boek blz. 167 e.v.)
A4
a __________________________________________________________________________________
b __________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
c ________________________________________________________________________
A5
a ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
B6
a ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
c ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
B7
50
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
B8
a ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
c ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
C9
C13
a ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
c ________________________________________________________________________
d ________________________________________________________________________
51
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
e ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
C15
a ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
b ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
c ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
d ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
52
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Ontwerpopdracht speeltoestel
De onderstaande ontwerpopdracht moet je inleveren voor een cijfer. Lees de hele opdracht!
Ook de achterkant:
Ontwerp een speeltoestel voor in de speeltuin volgens de ontwerpcyclus.
De gemeente van Loppersum wil graag in de bocht van de Fruitlaan voor de flat een
speeltuintje maken (aangegeven in de onderstaande foto met de rechthoek).
De gemeente wil niet een standaard apparaat, maar iets origineels (zodat ze de
buurgemeente Garrelsweer kunnen aftroeven).
Het apparaat moet tenminste voldoen aan:




Het speelgoedapparaat mag maximaal een grondoppervlak hebben van vier meter bij
drie meter.
Het speelgoedapparaat mag boven de grond maximaal één meter uitsteken aan elke
kant (dus vijf meter bij vier meter).
Het speelgoedapparaat moet veilig zijn.
Het speelgoedapparaat moet origineel zijn.
53
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Laat minstens de volgende dingen zien:
1. Ontwerpprobleem analyseren en beschrijven
Bedenk wie er met je product te maken hebben (direct, maar ook indirect; dus niet alleen
spelende kinderen). Bedenk hoe de betrokken personen en/of groepen te maken hebben
met je product. Bedenk ook wat ze willen van jouw product. Dit laatste noemen we de
belangen.
Beschrijf bestaande oplossingen.
2. Programma van eisen opstellen
Beschrijf aan welke eisen jouw product moet voldoen. Doe dit op grond van de belangen die
je in de vorige fase beschrijft. Probeer hier zo precies mogelijk te zijn zodat je later dit goed
kan testen.
3. (Deel)uitwerkingen bedenken
Bedenk per eis meerdere mogelijke oplossingen. Je kan hier deels bestaande oplossingen
toepassen. Natuurlijk pas je niet alleen maar bestaande oplossingen toe; dit zou niet erg
origineel zijn.
4. Ontwerpvoorstel formuleren
Leg uit welke oplossingen je van je (deel)uitwerkingen kiest, dus ook waarom!
Tekening.
Technische tekening. Beschrijf de maten (lengte, breedte en hoogte). Maak een
bovenaanzicht en een zijaanzicht
5. Ontwerp realiseren
Helaas gaan we dit ontwerp niet maken. Ook niet op schaal.
6. Ontwerp testen en evalueren
Je gaat hierbij doen alsof je jouw ontwerp getest hebt. Je kijkt naar de eisen die je in je
programma van eisen opgeschreven hebt. Vervolgens probeer je te bedenken hoe goed
jouw ontwerp voldoet aan die eisen. Beschrijf dit per eis.
Let op! Het kan niet zo zijn dat jouw apparaat meteen al aan alle eisen voldoet. Dus het is
niet de bedoeling dat we straks terug zien dat alles voldoet aan jouw eisen.
Je wordt beoordeeld op originaliteit en volledigheid.
54
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Werkstuk: Disco
Om een gebouw te ontwerpen maken
architecten vaak een maquette; een
schaalmodel. Dit kan verschillende redenen
hebben. De belangrijkste reden is om een
betere voorstelling te krijgen zonder het
gebouw daadwerkelijk te maken. We gaan
een maquette maken van een disco. Het doel
is om daar werkende lichten, geluid en
misschien zelfs een projectie in te maken.
Materialen en gereedschappen
We zullen gebruik maken van een groot aantal verschillende soorten materialen en
gereedschappen: Boren, stanleymessen, scharen, soldeerbouten, etc.
Omdat deze opdracht nogal groot is zullen we het in kleinere stukken verdelen.
Hiervoor maken we techniek kaarten. Dit zijn kaarten waarop uitgelegd wordt hoe je
een bepaald onderdeel kunt maken. Deze zullen tijdens de les aanwezig zijn. Hierop
zal ook uitgelegd worden welke materialen en gereedschappen nodig zijn.
Het project:
Het project heeft als opdracht: Ontwerp en maak een maquette van een discotheek,
inclusief een lichtplan.
Dit is nogal een grote klus. Daarom zullen we dit project in delen opsplitsen.
Deel 1: Ontwerp een disco
Ontwerp een disco, inclusief lichtplan. Maak dit ontwerp met behulp van de
ontwerpcyclus. Dus maak minstens:
1. Een probleem analyse: Met betrokkenen, belangen en bestaande
oplossingen.
2. Programma van eisen. Op basis van de belangen uit de vorige fase.
3. (deel-) uitwerkingen: Per eis minstens drie verschillende oplossingen.
4. Ontwerpvoorstel: Maak tenminste:
 Een schets
 Twee zijaanzichten op schaal
 Eén bovenaanzicht op schaal
 Een tekening met afmetingen (mag ook in de zij- en bovenaanzichten)
Dit ontwerp moet voldoen aan de volgende eisen.
55
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
Eisen:
Het zijn veel eisen waarvan sommige nog niet heel duidelijk zijn. Maak je niet
ongerust dit komt vanzelf goed.




De maquette is gemaakt van Karton.
Het grondoppervlak is ter grootte van een A4.
Twee wanden zijn ter grootte van een A4.
De bovenkant moet open blijven.
In de maquette moet aanwezig zijn:








Eén schijnwerper met een holle spiegel (helaas kan deze niet op schaal. De
grootte van de schijnwerper is: 2 x 2 x 3 cm3.
Minstens vier schijnwerpers, van gelijke grootte als de schijnwerper met de
holle spiegel, waarvan
o Drie schijnwerpers elk een eigen kleur heeft (1x rood, 1x groen en
1x blauw).
Deels een bovenverdieping (een balkon binnen).
Er moet een entree in.
Er moet een podium zijn. Daar moet ruimte zijn voor de speaker (De grootte
hiervan is: 8 x 8 x 2 cm3 .
Er moet een bar in, of een garderobe.
Er moet een 'verborgen ruimte' in die vanaf bovenaf niet zien is, maar wel
ergens open is.
Er moet een 'vakje' voor jouw mobiel zijn. Houdt ook rekening met ruimte voor
een projectie. Het is de bedoeling dat je scherm geprojecteerd gaat worden in
de disco, en het geluid uiteindelijk uit de speaker komt. Zorg er dus voor dat
het licht van je scherm de discotheek in kan en dat er niets in de weg staat om
te projecteren (maximaal ongeveer 3 cm breed).

Deel 2. Maak een disco
Maak je ontwerp, zonder de lampen. Dus alleen het gebouw.
Deel 3. Maak de verlichting
We verdelen de groep in drie ongeveer gelijke delen. In de komende drie lessen ga
je de onderstaande drie dingen maken. Afhankelijk van in welke groep je zit ga je
beginnen met een schijnwerper met holle spiegel, een schijnwerper zonder of een
truss.
56
Fioretticollege ______________________________Werkboek nask-tech 2 havo/vwo
3a Schijnwerper met holle spiegel
Om het maken van de schijnwerper een klein beetje makkelijker te maken, maken we
een spiegel die niet helemaal rond is, maar met kleine rechte stukken die rond de
lamp staan. Er liggen in het lokaal kaarten waarop uitgelegd wordt hoe je dit maakt.
Zoek die op en voer dit uit.
3b Schijnwerpers
Je moet minstens één rode, één blauwe, één groene schijnwerper en een zonder
kleurfilter maken. Er liggen in het lokaal kaarten waarop uitgelegd wordt hoe je dit
maakt. Zoek die op en voer dit uit.
3c Truss
Een truss is een naam voor een van metaal gemaakte balk die onder andere
schijnwerpers kan dragen. Er liggen in het lokaal kaarten waarop uitgelegd wordt hoe
je dit maakt. Zoek die op en voer dit uit.
Beoordeling
Je werk wordt beoordeeld. Je wordt beoordeeld op:
- De probleemanalyse
- Het programma van eisen
- De (deel-) uitwerkingen
- Het ontwerp; dus de verschillende tekeningen
- De maquette:




Hoe goed zit deze in elkaar
In hoeverre lijkt deze op het originele ontwerp
De kwaliteit van de schijnwerpers
Extra
Deel X: Meet stroomsterktes
Voor deze metingen komt nog een opdrachtenvel.
57