WONDER - project Batterijen

Project

02

VA

N

IN

BATTERIJEN

VERKEN!

©

ELEkTRISCHE ENERGIE

ONDERZOEK! GROENTE- Of fRuITBATTERIJ

CREËER! EEN OPLAdER

VERKEN!

ELEKTRISCHE ENERGIE 1 Bekijk de video. a Welke energiebron wordt er gebruikt om de broodrooster te laten werken?

b Welke energieomzettingen treden op ter hoogte van de bron?

BEKIJK VIDEO

c

Is er weinig of veel energie nodig om het brood te roosteren? Verklaar hoe je dat ziet.

IN

2 Toestellen in huis krijgen hun spanning via een stopcontact. a Verklaar waarom dat geen energiebron is.

N

VA

b Geef drie voorbeelden van energiebronnen die de elektrische energie van het elektriciteitsnet opwekken.

3 Kleinere toestellen, zoals een smartphone, of toestellen waarbij een snoer het gebruik zou hinderen (bv. een grasmachine), werken op een batterij.

a Welke energieomzetting gebeurt er in de batterij als je het toestel gebruikt?

Š

b Welke energieomzetting gebeurt er als je de batterij oplaadt?

Elektrische energie is de energie van de ladingen. Die energie ontstaat door een energieomzetting uit een andere energievorm in een spanningsbron.

Kun je groenten en fruit gebruiken als spanningsbron?

Hoe kun je een gsm-oplader bouwen met die natuurlijke batterij?

We gaan op onderzoek!

2 BATTERIJEN

ONDERZOEK!

GROENTE- OF FRUITBATTERIJ 1 Brainstorm met de klas over de verschillende factoren die de spanning van groente- en fruitbatterijen kunnen beïnvloeden.

2 Formuleer een centrale onderzoeksvraag en deelvragen. a Stel ‘wat’-, ‘waarom’-, ‘wanneer’-, ‘wie’-, ‘welke’- of ‘hoe’-vragen. b Gebruik de checklist.

JA

NOG AANPASSEN

- Start de onderzoeksvraag met een vraagwoord?

☐

☐

- Is de onderzoeksvraag afgebakend?

☐

☐

IN

KENMERK

- Is de onderzoeksvraag een probleem waarop je het antwoord nog niet kent?

☐

☐

- Is de onderzoeksvraag beknopt?

☐

☐

☐

☐

N

- Is de onderzoeksvraag onderzoekbaar?

SPANNING GROENTE- EN FRUITBATTERIJ

VA

Centrale onderzoeksvraag:

Deelvraag 1:

©

Deelvraag 2:

Deelvraag 3:

Deelvraag 4:

3 Ga in groep op zoek naar experimenten om de verschillende deelvragen te onderzoeken. a Zoek op het internet geschikte experimenten. b Werk je experiment uit aan de hand van de wetenschappelijke methode. c Voer de deelonderzoeken chronologisch uit. Gebruik het antwoord op de vorige deelvraag om de spanning van de batterij steeds groter te maken. d Deel je ervaringen met de klas en stel je onderzoeken voor.

3 Onderzoek! Groente- of fruitbatterij

WETENSCHAPPELIJKE METHODE

TITEL VAN HET EXPERIMENT: 1 ONDERZOEKSVRAAG

a

Formuleer een onderzoeksvraag.

b Gebruik de checklist om na te gaan of je onderzoeksvraag goed is.

KENMERK

JA

NOG AANPASSEN

- Start de onderzoeksvraag met een vraagwoord?

☐

☐

- Is de onderzoeksvraag afgebakend?

☐

☐

☐

☐

- Is de onderzoeksvraag beknopt?

☐

☐

☐

☐

N

- Is de onderzoeksvraag onderzoekbaar?

IN

- Is de onderzoeksvraag een probleem waarop je het antwoord nog niet kent?

2 HYPOTHESE

Tip

a

VA

Om tot een goede hypothese te komen, denk je na over wat je al weet, en formuleer je een verwachting (hypothese) die voldoet aan een aantal criteria.

Noteer in de mindmap wat je al weet.

©

4 BATTERIJEN

b Stel nu een hypothese op die je aan de hand van experimenten kunt aftoetsen.

Gebruik de checklist.

KENMERK

NOG AANPASSEN

- Is de hypothese afgebakend?

☐

☐

- Is de hypothese zinvol?

☐

☐

- Is de hypothese beknopt?

☐

☐

- Is de hypothese onderzoekbaar?

☐

☐

Formuleer je hypothese.

We denken dat

3 BENODIGDHEDEN

a

Welke bronnen gebruik je? Lijst ze op.

.

N

IN

c

JA

VA

b Onderzoeksplan: ☐ digitaal (met sjabloon) ☐ niet-digitaal

Welk materiaal heb ik nodig? ☐

☐

☐

☐

☐

☐

☐

ONDERZOEKSPLAN

©

c

d Wie neemt welke CLIM-rol op? ☐ Organisator: ☐ Materiaalmeester: ☐ Verslaggever: ☐ Bemiddelaar:

5 Onderzoek! Groente- of fruitbatterij

4 WERKWIJZE

Schrijf stap per stap de werkwijze uit. Gebruik de checklist.

KENMERK

JA

NOG AANPASSEN

- Gebruik je al het materiaal?

☐

☐

- Beschrijf je hoe je het materiaal moet gebruiken?

☐

☐

- Beschrijf je welke waarneming er moet gebeuren?

☐

☐

- Beschrijf je hoe je de gegevens (waarnemingen) moet noteren, filmen …?

☐

☐

IN

N

VA

5 WAARNEMINGEN

a

Voer het experiment uit volgens het stappenplan.

b Stel vragen om tot een gerichte waarneming te komen. Noteer die vragen hier.

©

c

Noteer je waarnemingen in je onderzoeksplan.

6 BESLUIT

a

Bestudeer je waarnemingen en stel vragen om ze te verwerken.

b Noteer je verwerking in je onderzoeksplan. c

Formuleer een antwoord op de onderzoeksvraag.

d Rapporteer. ☐ Maak een verslag. Deadline: / /20 ☐ Presenteer het onderzoek. Deadline: / /20

6 BATTERIJEN

7 REFLECTIE

Sta stil bij het experiment. Vul de onderstaande zaken aan in je onderzoeksplan. a

Verloop van het experiment: - Wat liep goed? Wat liep fout?

- Hoe verliep de samenwerking?

- Vervulde iedereen zijn CLIM-rol?

b Resultaat van het experiment: - Was de hypothese juist?

- Hoe kun je je resultaten verklaren? Gebruik eventueel bronnen.

-

Welke voorbeelden of toepassingen daarvan heb je al opgemerkt in het dagelijks leven?

IN

Antwoord deelvraag 1:

VA

N

4 Leg de resultaten van de verschillende experimenten samen en vul de antwoorden aan in het schema.

Antwoord deelvraag 2:

Š

Antwoord deelvraag 3:

Antwoord deelvraag 4:

GROENTE- OF FRUITBATTERIJ

Antwoord centrale onderzoeksvraag:

7 Onderzoek!  Groente- of fruitbatterij

5 Stel de opgewekte spanning voor in functie van de vrucht in een staafdiagram.

U (V)

Invloed van de vrucht op de spanning

B

vrucht

C

D

IN

A

6 Bestudeer de schakeling van de batterijen in je rekentoestel. Verklaar.

N

VA

7 Maak een grafiek van de opgewekte spanning in functie het aantal stukken fruit in een serieschakeling.

U (V)

Š

Invloed van het aantal stukken fruit op de spanning

1

Welk verband stel je vast?

8 BATTERIJEN

2

3 aantal stukken fruit

4

5

6

CREËER!

EEN OPLADER 1 Bouw een oplader voor je smartphone met een citroenbatterij.

TECHNISCH PROCES 1

BOUW MET CITROENBATTERIJEN EEN OPLADER VOOR JE SMARTPHONE 1 PROBLEEM STELLEN

Wat is het probleem?

2 ONTWERPEN

IN

Stel ‘wat’-, ‘waarom’-, ‘wanneer’-, ‘wie’- of ‘hoe’-vragen en schrijf ze neer. a

Wat moet de citroenbatterij doen?

N

b Hoe kun je de batterij verbinden met de smartphone? Welke onderdelen gebruik je?

Welk materiaal heb je nodig? ☐

☐

☐

☐

☐

©

c

VA

3 MAKEN EN UITVOEREN

Schrijf je werkwijze uit.

9 VERKEN! CHEMISCHE REACTIE … OF NIET?

4 IN GEBRUIK NEMEN / TESTEN

Gebruik je ontwerp zoals het bedoeld is.

Maak een schematische weergave van de stroomkring.

IN

a

b Noteer hoe je de werking test.

N

c

VA

Kijk na een halfuur hoeveel de smartphone opgeladen is. Wat merk je?

©

5 EVALUEREN

a

Wat werkte? Wat niet?

b Welke aanpassingen doe je nog?

c

Hoe kun je je model nog verfijnen/verbeteren?

De hoeveelheid energie die een batterij bezit, wordt de energiecapaciteit genoemd.

De energiecapaciteit is het product van de stroomsterkte en de mogelijke gebruiksduur (bij die stroomsterkte). De bijbehorende eenheid is ampère-uur (Ah) of milliampère-uur (mAh).

10 BATTERIJEN

2 Zoek de energiecapaciteit van de batterij van een smartphone op. a Vul aan.

Energiecapaciteit = mAh = Ah b Met een citroenbatterij kun je een stroomsterkte leveren van 1 mA gedurende een halfuur.

– Hoelang moet je de batterij gebruiken om je smartphone volledig op te laden?

T = – c

Hoeveel keer moet je de citroenen vervangen?

Hoelang moet je de batterij gebruiken om je smartphone op te laden?

Zoek daarvoor de stroomsterkte op die geleverd wordt.

I = A = mA, dus

IN

3 Ontwerp een micro:bit-programma dat de spanning van de citroenbatterij kan uitlezen.

TECHNISCH PROCES 2

ONTWERP EEN VOLTMETER VOOR DE CITROENOPLADER 1 PROBLEEM STELLEN

Wat is het probleem?

N

2 ONTWERPEN

a

VA

Stel ‘wat’-, ‘waarom’-, ‘wanneer’-, ‘wie’- of ‘hoe’-vragen en schrijf ze neer.

Wat moet het apparaat doen?

©

b Wanneer moet de spanning gemeten worden?

c

Hoe zorg je daarvoor?

d Welk materiaal heb je nodig? ☐

☐

☐

☐

☐

11 Creëer! Een oplader

3 MAKEN EN UITVOEREN

Teken/schets je opstelling.

IN

a

b Programmeer nu de micro:bit met makecode.org, zodat de spanning gelezen wordt.

Tip

U (V)

0

0,0

VA

analoge uitlezing

341

1,0

512

1,5

1 023

3,0

© 12 BATTERIJEN

N

De analoge uitlezing van p0 gebeurt niet in volt, maar is altijd een getal tussen 0 en 1 023.

Omzetting van analoge uitlezing (0-1 023) naar spanning in volt: maximale spanning van een micro:bit: 3 V → 1 203 3,0 ) U (V) = analoge uitlezing p0 ∙ (​​ _____ 1 023 ​​

OPEN WEBSITE

4 IN GEBRUIK NEMEN / TESTEN

a

Meet de spanning van de citroen met de micro:bit als voltmeter.

b Meet de spanning van een nieuwe AA-batterij (1,5 V), om te controleren hoe nauwkeurig de meting is. c

Meet daarna de spanning van twee, drie en vier citroenen met de micro:bit voltmeter.

5 EVALUEREN

a

Wat werkte? Wat niet?

b Welke aanpassingen doe je nog?

Verfijn je ontwerp.

- Hoe geeft je smartphone aan dat de lader spanning levert?

IN

c

H oe kun je je model aanpassen opdat het duidelijk is dat de citroenbatterij de smartphone oplaadt?

N

-

Programmeer nu de micro:bit met make.code.org, zodat er een lichtsignaal gegeven wordt als de citroenbatterij werkt.

OPEN WEBSITE

©

-

VA

-

Test uit en optimaliseer waar nodig.

13 Creëer! Een oplader