moon_camp

Kraft fra sollys – Styrk romutforskning med solenergi

Kort beskrivelse:

I dette settet med aktiviteter vil elevene lære om to konsepter som påvirker utformingen av solcellepaneler for romfart: den inverse kvadratloven og innfallsvinkelen.

Elevene skal utføre to enkle undersøkelser ved hjelp av en fotovoltaisk celle (solcelle) og en lyskilde.

Først vil de måle hvordan effekten som produseres av solcellene varierer med avstanden fra lyskilden og forsøke å finne den inverse kvadratloven for lysintensitet eksperimentelt.

Elevene skal deretter gjennomføre et nytt eksperiment for å undersøke hvordan solcellens effekt avhenger av innfallsvinkelen. Til slutt vil de anvende disse konseptene på virkelige ESAs romferder.
Emne: Vitenskap, fysikk
Læringsmål

  • Forståelse og beregning av lysintensitet.
  • Forstå innfallsvinkelen.
  • Lære om solceller.
  • Utfør praktiske eksperimenter for å undersøke den inverse kvadratloven for lys og virkningen av lysets innfallsvinkel.
  • Analysere og plotte data.
  • Konstruere enkle elektriske kretser ved hjelp av solceller.
  • Lære om elektrisk potensialforskjell, elektrisk strøm, effekt og lysintensitet.
  • Undersøke behovet for solenergi på romferder.
    •  
    Aldersgruppe:
    14 - 18 år
     
    Tid
    Forberedelse: 1 time
    Eksperiment Montering: 20 minutter
    Leksjon: 1 time og 30 minutter
     
    Ressurs tilgjengelig i:
    engelsk, Dansk, Fransk, Tysk, Polsk og Spansk
    Last ned aktivitet - EN
    Aktivitet 1: Den inverse kvadratloven

    I denne praktiske aktiviteten skal elevene beregne effekten til et solcellepanel ved å måle den elektriske strømmen og den elektriske potensialforskjellen og prøve å finne den inverse kvadratloven fra sine eksperimentelle målinger.
    Utstyr

  • Elevarbeidsark skrevet ut for hver gruppe
  • Vedlegg 1 trykt for hver gruppe
  • En mørk boks (åpen i den ene enden)
  • Penn/blyant
  • Elektriske kabler
  • Sellotape
  • Lyskilde (liten lyspære, 4,5 V, 0,3 A)
  • Linjal
  • 30 cm stang (for eksempel en trepinne)
  • Materiale for å blokkere lys (for eksempel en svamp, klut)
  • Amperemeter og voltmeter (eller et multimeter)
  • Krokodilleklemmer
    • Aktivitet 2: Innfallsvinkelen

    I denne aktiviteten vil elevene lære om betydningen av innfallsvinkelen og fordelene ved å plassere solcellene optimalt. Gjennom et eksperiment vil de måle hvordan innfallsvinkelen påvirker strømproduksjonen.
    Utstyr

  • Elevarbeidsark skrevet ut for hver gruppe
  • Vedlegg 2 trykt for hver gruppe
  • Penn/blyant
  • Eksperimentelt oppsett fra aktivitet 1 (se vedlegg 2).
  • Pinne for å rotere solcellen (for eksempel grillpinne)
  • Vinkelmåler
    • Aktivitet 3: Utforskning av verdensrommet med solenergi
    I denne aktiviteten får elevene øve seg på å bruke den inverse kvadratloven på virkelige ESAs romferder. Elevene vil oppdage hvordan egenskapene til den inverse kvadratloven påvirker hvor store solcellepanelene må være, og hvordan innfallsvinkelen er av avgjørende betydning for oppdrag som skal nærme seg solen.
    Utstyr

  • Elevarbeidsark skrevet ut for hver elev
  • Penn/blyant
  • Kalkulator

    • Visste du det?

    Den internasjonale romstasjonen (ISS) drives av solcellepaneler. Bildet til høyre viser noen av solcellepanelene på ISS, som er hjem for opptil seks astronauter om gangen. Når ISS går i bane rundt jorden, kan solcellepanelene roteres slik at de peker mer direkte mot solen. Panelene dekker et areal på 2500 m³ - det tilsvarer størrelsen på en halv fotballbane.

    Solcellepaneler på ISS

    Nøkkelord:
    , , , , , , ,