Thuis
Contacten

    Hoofdpagina


Derde graad aso

Dovnload 416.34 Kb.

Derde graad aso



Pagina5/9
Datum05.12.2018
Grootte416.34 Kb.

Dovnload 416.34 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

  1. Leerplandoelstellingen

Bij het realiseren van de leerplandoelstellingen staan de algemene doelstellingen centraal.

De leraar kiest uit de voorgestelde modules in 5.7 minstens één module in het vijfde jaar en één module in het zesde jaar. Een module duurt minstens 6 lesuren. De doelstellingen van de twee gekozen modules worden ook als basisdoelstellingen beschouwd en als dusdanig geëvalueerd.

Eerste leerjaar van de 3de graad


    1. Elektriciteit


Verwijzing naar eindtermen (zie hoofdstuk 8)
(ca 20 lestijden)

Nummerleerplandoelstelling




Verwoording doelstelling





Elektrische verschijnselen uit de leefwereld weergeven en hun belang beschrijven.




Wenken

Wenken

De leerlingen brengen aan wat ze (her)kennen. Ook AD6 en AD7 worden hier nagestreefd. Deze doelstelling kan geïntegreerd met de andere doelstellingen van dit hoofdstuk gerealiseerd worden.





De onderlinge wisselwerking tussen ladingen beschrijven en in formulevorm weergeven.

SET1, SET3, SET5,

SET12


Wenken

De geschiedenis van het ontdekken van ladingen houdt onder andere in dat er twee soorten wisselwerkingen bestaan, waaruit afgeleid wordt dat er twee soorten ladingen bestaan.

Het onderscheid tussen de eigenschap “lading hebben” bij de elementaire deeltjes elektron, proton en neutron en de eigenschap “geladen zijn” van een voorwerp, komt hier aan bod.

Deze doelstelling legt een verband met het gebruik van het begrip “lading” in de chemie en de biologie. AD 9 wordt hier toegepast.

Moleculen worden gevormd door elektrostatische krachten.

De eenheid coulomb is nieuw en kan niet met de reeds gekende eenheden gedefinieerd worden. De eenheid coulomb wordt pas gedefinieerd met de eenheid ampère en de seconde.

De kleinste waarde voor een ladingsgrootte is die van het proton. Alle andere zijn daar veelvouden van: kwantisatie van ladingen. Men kan weergeven hoeveel elektronen er nodig zijn om 1C lading te hebben.

Vervolgens bespreekt men de interacties. De coulombkracht wordt in formulevorm beschreven (scalair) en plausibel gemaakt.



V2

De invloed van permittiviteit van een stof op de kracht tussen ladingen beschrijven.




Wenken

De evenredigheidsconstante in de wet van Coulomb (dikwijls k genoemd) kan ook geschreven worden in termen van 4en de permittiviteit

De eerste verwijst naar de wetten van Maxwell, en beschrijft de volledige ruimtehoek, wat te verbinden valt met het idee van veldlijnen. De tweede geeft een eigenschap aan van een stof, dit keer wat betreft elektrostatische eigenschappen.

De permittiviteit (in vacuüm) is direct gelinkt met de lichtsnelheid (zie ook permeabiliteit).





De mate van beweging van (vrije) elektronen bij verschillende vaste stoffen uit proeven vaststellen, visueel voorstellen en verklaren op basis van de elektronenconfiguratie.

SET 2, SET3, SET12

Wenken

“Uit proeven” betekent via leerlingenproefjes, demonstraties of via allerlei media.

Enkele proefjes over nadering zonder contact of bij contact met een externe lading (elektrofoor en andere) komen aan bod. Men kan stil staan bij de vaststelling dat ladingen op afstand een kracht uitoefenen op andere ladingen, zelfs indien die zich in een (ander) voorwerp bevinden.

Eventueel kan je hier via een 2-dimensionale voorstelling van een kristalrooster halfgeleiding toelichten.

Niet alleen metalen zijn elektrisch geleidend. Men kan hier o.a. verwijzen naar zenuwgeleiding (in biologische systemen) en geleidende kunststoffen. Ook supergeleiding kan hier aan bod komen.

In het inwendige van geleidende materialen bewegen zeer veel elektronen snel en kris kras door elkaar. Slechts wanneer men er in slaagt deze beweging gericht te beïnvloeden kan er sprake zijn van een echte, netto ladingsstroom. De invloed van de temperatuur op de weerstand van metalen kan hier aan bod komen. Door een hogere temperatuur zullen de atomen in het rooster heviger trillen. Dit verstoort de beweging van de vrije elektronen.





De resulterende coulombkracht op een lading ten gevolge van verscheidene ladingen in een eenvoudige geometrie berekenen met een krachtenanalyse.

SET 2, SET3, SET12

Wenken

De coulombkracht beschrijft de kracht tussen lichamen die een netto lading hebben, het is een vectoriële grootheid. De analyse betreft bijgevolg naast de grootte, ook richting, zin en aangrijpingspunt.

De bespreking met twee ladingen kan uitgebreid worden naar drie ladingen op één lijn.

De historische achtergrond bij deze wet is interessant.





Radiale, homogene en dipoolvelden beschrijven, hun veldlijnenpatroon tekenen, en de ladingsconfiguratie waardoor ze opgewekt worden, beschrijven.

SET1, SET 2, SET3, SET5, SET12

Wenken

Het elektrisch veld is een vectorveld. De krachtvectoren liggen rakend aan de veldlijnen. De voorstelling met veldlijnen is dus niet hetzelfde als het gebruik van hoogtelijnen, isothermen en isobaren in de aardrijkskunde. Ook de conventie i.v.m. de veldlijnendichtheid wordt meegegeven (hoe groter de veldkracht, hoe dichter de veldlijnen bij elkaar).

Een veldlijn is niet het traject van een lading dat van + naar – loopt of omgekeerd. Ze wordt opgebouwd uit opeenvolgende statische situaties.

Het bestaan van krachten is inherent aan het bestaan van een elektrisch veld. Naast het zwaartekrachtveld is dit het tweede soort krachtveld waar leerlingen kennis mee maken.

Volgende voorbeelden kunnen dit thema ondersteunen: spitswerking, kooi van Faraday, schermwerking, ladingsdichtheid (is het grootst waar de kromming het grootst is).




Het elektrisch veld analyseren en de veldvector tekenen in verschillende punten van een radiaal, homogeen en dipoolveld.

SET 2, SET3

Wenken

Met analyseren bedoelen we de richting en de zin bepalen. Het doel is niet altijd de grootte (de elektrische veldsterkte) te berekenen. Leerlingen beargumenteren hun analyse.

Mogelijke contexten: een stroomvoerende draad, geladen wolken en aardoppervlak, bliksemafleiders …

De elektrische veldvector is een begrip dat toelaat verschillende velden of verschillende plaatsen in één veld met elkaar te vergelijken wat betreft krachtwerking. Het is de kracht op steeds dezelfde lading nl. precies één coulomb.

Het is niet de bedoeling complexe berekeningen te maken met hoekmakende veldvectoren.




De arbeid op een puntlading, die zich verplaatst onder invloed van een homogeen elektrisch veld, definieren.






Deze arbeid hanteren om de potentiële energie van een geladen deeltje te bepalen.

SET8

Wenken

De arbeid wordt gedefinieerd als een verschil van potentiële energie van een geladen deeltje.

De conventie i.v.m. het nulpunt van de Ep wordt meegegeven. Een positieve en een negatieve lading verplaatsen in een homogeen veld en de energieverandering berekenen.

Het analoge geval van het lokale homogene zwaarteveld aan het aardoppervlak kan uitgewerkt worden ter verduidelijking van de begrippen. Wanneer potentiaal gedefinieerd werd kan de spanning als potentiaalverschil aangebracht worden.

De potentiaal van een punt in een homogeen elektrisch veld kan hier eenvoudig gedefinieerd worden, maar is niet noodzakelijk voor de opbouw van de leerstof.




Spanning definiëren als het verschil van potentiële elektrische energie per hoeveelheid lading tussen twee punten.

F6, SET8

Wenken

Potentiële energie, energieomzetting, potentiaal, spanning zijn abstracte begrippen. Via een aantal goedgekozen voorbeelden kunnen ze meer geconcretiseerd worden. De eenheid volt en de afgeleide eenheid eV wordt gedefinieerd (AD9).





Het ontstaan van een elektrische stroom, als gevolg van een spanning, met een model op atomaire schaal toelichten.

F6

Wenken

Men kan wijzen op het feit dat de gemiddelde (verplaatsings) snelheid klein is in vergelijking met de eigen snelheid van de elektronen.

De conventie i.v.m. de stroomzin geven (zin waarin positieve ladingen zouden bewegen).

De stroomsterkte definiëren als de netto hoeveelheid lading die per eenheid van tijd door een doorsnede van de geleider stroomt. Hieruit volgt het verband tussen de ampère en de coulomb als eenheid. De eigenlijke definitie van 1A komt pas bij krachtwerking van evenwijdige geleiders op elkaar via hun magnetisch veld (B22).

De afgeleide eenheid Ah (of mAh) is hier interessant om te bespreken.

Het is aan te bevelen om deze begrippen te concretiseren in enkele voorbeelden: de elektrofoor, de bliksem (in de benadering dat hij verticaal is), het elektrisch snoer aangesloten op een gelijkspanningsbron.

Als uitbreiding kan de elektrische stroom op atomaire schaal in andere materialen/toestanden beschreven worden: in vloeistoffen, in chemische reacties/batterijen, in halfgeleiders, bij bliksem en in plasma’s. Ook in levende organismen treden elektrische stromen op.




De symbolen van elektrische schakelelementen in een kring herkennen en hanteren.

SET 2

Wenken

Dit zijn hulpmiddelen om efficiënt te kunnen werken. Leerlingen kunnen een schema vertalen in een schakeling, maar ook een schakeling schematisch weergeven.

Bij het opstellen en tekenen van schakelingen (bv. tijdens een practicum) met een bron, weerstanden, ampèremeter en voltmeter of bij bepaalde oefeningen worden symbolen gehanteerd.




Het verband tussen spanning, stroomsterkte en weerstand voor een element in een ge-lijkstroomkring onderzoeken en toepassen.

F6, SET3, SET4

Wenken

Een grafische benadering (AD12) van de experimentele resultaten is mogelijk. Het toepassen van de wet van Ohm gebeurt in de eerste plaats in concrete eenvoudige voorbeelden. De temperatuursafhankelijkheid van weerstanden kan hier ook aan bod komen.

Het is belangrijk na te gaan of leerlingen in het tweede jaar hieromtrent al inzichten verworven hebben.

AD9 en AD 10 komen hier aan bod.



Taaltip

Weerstand kan meerdere betekenissen hebben: het voorwerp zelf, de eigenschap (weerstandwaarde, R-waarde) maar ook het proces, de dynamische betekenis in “weerstand bieden” bijvoorbeeld.





De formules voor vermogen en energieomzetting van een elektrisch toestel weergeven, interpreteren en hanteren in toepassingen.

F6, SET8

Wenken

Het begrip vermogen dat reeds in het vierde jaar werd gedefinieerd kan gecombineerd worden met de formule van Joule (bij energieomzetting in warmte) en de wet van Ohm om tot nieuwe formules te komen. Deze kunnen dan ingezet worden bij het bespreken van toepassingen en het oplossen van oefeningen.

Oefeningen kunnen gebaseerd zijn op informatieplaatjes (etiketten) op huishoudtoestellen.




Spanning, stroomsterkte, weerstand en vermogen in eenvoudige schakelingen van weerstanden bepalen.

F6, SET2, SET3, SET4

Wenken

Het gaat hier om het bepalen van genoemde waarden in elke weerstand afzonderlijk, voor sommige takken en voor het geheel.

Gemengde schakelingen worden ook behandeld. Eenvoudig wordt hier opgevat als “met niet te veel” weerstanden. Oefeningen situeren zich binnen relevante situaties.

Bepalen betekent dat het zowel om metingen als berekeningen gaat.

Hoewel de doelstelling duidelijk kwantitatieve bepalingen vermeldt, zijn conceptuele denkoefeningen bijzonder geschikt om inzicht te krijgen in de eigenschappen van schakelingen van weerstanden.




Gevaren en veiligheidsmaatregelen bij gebruik van elektriciteit kennen.

W5

Wenken

Aarding, isolatie, differentieelschakelaar, automatische zekeringen… zullen hier aan bod komen. Het is de bedoeling dat de toestellen als zwarte doos beschouwd worden: het functionele telt, het inwendige van de toestellen beschrijven en begrijpen is hier niet nodig.


1   2   3   4   5   6   7   8   9

  • Eerste leerjaar van de 3de graad Elektriciteit Verwijzing naar eindtermen
  • De invloed
  • De symbolen
  • Het verband
  • De formules

  • Dovnload 416.34 Kb.