Prawo Ohma

Zagadnienia

• Prawo Ohma
• Obwody
• Prąd
• Opór
• Napięcie

Opis

Zobacz jak prawo Ohma odnosi się do prostego obwodu. Regulacja napięcia i oporu pozwoli Ci zobaczyć zmianę natężenia prądu, zgodną z prawem Ohma. Rozmiary symboli w równaniu zmieniają się zgodnie ze zmianami wielkości, które symbolizują.

PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, https://phet.colorado.edu Na licencji CC BY 4.0

W opracowaniu niniejszego poradnika wykorzystano materiały PhET: Strona źródłowa symulacji, Teacher Tips (Hanson, Rouinfar i Fiedler, sierpień 2023)

W szablonie strony wykorzystano kod html/css: phydemo.app.

Poziom

Szkoła podstawowa, szkoła średnia

Przykładowe cele nauczania

• Przewiduj, jak zmieni się natężenie prądu, gdy opór obwodu jest stały, a napięcie zmienne.
• Przewiduj, jak zmieni się natężenie prądu, gdy napięcie obwodu jest stałe, a rezystancja zmienna.

Przykładowe materiały teoretyczne

• Prawo Ohma i opór elektryczny (ZPE)
• Jaką zależność opisuje prawo Ohma? (ZPE)
• Jak zastosować w obliczeniach prawo Ohma? (ZPE)
• Podsumowanie wiadomości o elektryczności (ZPE)
• Prawo Ohma (OpenStax)
• Obwody prądu stałego (Khan Academy)
• Prawo Ohma (AGH)

Sterowanie symulacją

Ekran symulacji

W symulacji uczniowie badają, w jaki sposób zmiana napięcia (U) lub rezystancji (R) wpływa na natężenie prądu (I) w obwodzie.

Opcje dostosowywania

Poniższe parametry query umożliwiają dostosowanie symulacji i można je dodać, dołączając znak '?' do adresu URL symulacji i oddzielając każdy parametr query znakiem '&'. Ogólny wzorzec adresu URL to: …html?queryParameter1&queryParameter2&queryParameter3

Na przykład, jeśli w symulacji Prawo Ohma chcesz wyciszyć dźwięk (sound=muted) i wyłączyć linki zewnętrzne (allowLinks=false), użyj: https://www.edukator.pl/tik_edukator/ohms-law_all.html?sound=muted&allowLinks=false

Aby uruchomić to w języku polskim (locale=pl), adres URL będzie wyglądał następująco: https://www.edukator.pl/tik_edukator/ohms-law_all.html?locale=pl&sound=muted&allowLinks=false

Parametr query i opis	Przykładowe linki
locale - określa język symulacji przy użyciu kodów ISO 639-1. Dostępne wersje językowe można znaleźć na stronie symulacji w zakładce Tłumaczenia. Uwaga: działa to tylko wtedy, gdy adres URL symulacji kończy się na “_all.html”.	locale=pl (polski) locale=fr (francuski)
sound - jeśli muted, dźwięk jest domyślnie wyciszony. Jeśli disabled, cały dźwięk jest trwale wyłączony.	sound=muted sound=disabled
allowLinks - jeśli false, wyłącza linki, które prowadzą uczniów do zewnętrznego adresu URL. Domyślnie jest true.	allowLinks=false

Ułatwienia dostępu

Sterowanie za pomocą klawiatury - skróty klawiszowe

Generalnie sterujemy symulacją za pomocą myszy lub dotyku. Alternatywnie uczniowie mogą też nawigować i sterować elementami interaktywnymi za pomocą klawiatury. Po kliknięciu otworzy się okno z listą obsługiwanych skrótów.

Tryb pełnoekranowy

Po kliknięciu logo PhET (na dole po prawej) pojawia się okno zawierające informacje dotyczące symulacji. Możemy tu zmienić sposób jej wyświetlania.

Klikając Pełny ekran przechodzimy do trybu pełnoekranowego (powrót - klawisz escape).

Wersje offline, niewymagające połączenia z internetem

Dostępne są również wersje symulacji niewymagające połączenia z internetem.

Aplikacja PhET Desktop zawiera wszystkie symulacje HTML5 i Java, w tym ich tłumaczenia, do użytku offline w systemach Windows i macOS (dostępne po zalogowaniu tu). Symulacje HTML5 nie wymagają dodatkowego oprogramowania, natomiast do uruchamiania dowolnych symulacji Java w aplikacji komputerowej jest wymagany Java SE Development Kit 8.

Za symboliczną opłatą możemy pobrać w postaci jednej aplikacji wszystkie materiały PhET, które zostały opublikowane w html5. Telefony, tablety i Chromebooki (z systemem Android): Google Play. iPhone'y i iPady (aplikacja na iOS): App Store

Darmową wersję desktopową tej aplikacji pobierzemy bezpośrednio klikając tu - wersja _pl zawiera polską (domyślną) i angielską wersję językową i tu - wersja _all zawiera angielską (domyślną) i wszystkie inne dostępne wersje językowe lub ze strony PhET (klikając przycisk ze strzałką przy wybranej wersji językowej):

Dźwięk i sonifikacja

• Wysokość dźwięków suwaka jest proporcjonalna do wielkości prądu w obwodzie i nie zależy od konkretnych położeń suwaka. Spróbuj uzyskać tę samą nutę (to samo natężenie prądu) przy różnych ustawieniach suwaka.
• Więcej przydatnych wskazówek na temat tego, jak koncepcje i dźwięk są zintegrowane w tej symulacji, można znaleźć w filmie Funkcje dźwiękowe. Więcej szczegółów na temat wszystkich dźwięków w tej symulacji można znaleźć w opublikowanej dokumentacji Sound Design.

Interaktywny opis

• Ta symulacja zawiera interaktywny opis (wyłącznie język angielski) umożliwiający dostęp niewizualny, dostarczany wyłącznie podczas korzystania z oprogramowania czytnika ekranu. Więcej informacji na temat korzystania z tej funkcji można znaleźć w filmie Introduction to Interactive Description.
• Nauczyciele mogą uzyskać dostęp do A11y View tutaj, aby zdecydować, czy interaktywny opis tej symulacji spełnia ich potrzeby instruktażowe. Przypomnienie: A11y View nie jest przeznaczony do użytku przez uczniów i nie zapewni dobrego doświadczenia uczniom korzystającym z oprogramowania do odczytu ekranu.

Uproszczenia / założenia modelu

• W symulacji jako separator dziesiętny stosowana jest kropka.
• Czarne kropki na przewodzie reprezentują zanieczyszczenia w sieci krystalicznej metalu. Materiały o dużej gęstości zanieczyszczeń mają wyższe prawdopodobieństwo zderzeń między elektronami i kationami w sieci, co skutkuje wyższą rezystywnością.
• Ponieważ długość i pole powierzchni przekroju poprzecznego rezystora pozostają niezmienione, suwak rezystancji kontroluje rezystywność materiału.
• Informacje dotyczące założeń modelu można uzyskać tu (en)

Sugestie dotyczące wykorzystania

Wskazówki dotyczące wszystkich symulacji zawarte są w informacjach ogólnych.

Więcej porad dotyczących korzystania z symulacji z uczniami można znaleźć na stronach PhET w sekcji Wskazówki dotyczące korzystania z PhET.

Przykładowe polecenia

• Opisz, co dzieje się z natężeniem prądu w obwodzie, gdy zwiększa się napięcie. Co się dzieje, gdy zmniejsza się opór?
• Czy zmiana napięcia w obwodzie powoduje zmianę rezystancji? Dlaczego lub dlaczego nie?
• Wyjaśnij, dlaczego natężenie prądu i rezystancja są odwrotnie proporcjonalne.

Zobacz wszystkie opublikowane na stronach PhET aktywności dla Prawo Ohma tutaj (dostęp do materiałów wymaga zalogowania).