Vekselstrømsgeneratoren

Formål:

Du skal lære, hvordan en generator virker og undersøge, hvordan du bygger den mest optimale generator. Forsøget kan vise, hvordan både en vindmølle og et vandkraftværk laver strøm, fordi princippet bag er det samme.

Teori:

Måske har du læst teksten om vekselstrømsgeneratoren. Hvis du har, så ved du allerede, hvordan en generator virker. Hvis du ikke har, så læs mere herunder.

Princippet bag en vekselstrømsgenerator kan beskrives ret enkelt. Generatoren består af en magnet, der drejer rundt tæt på en kobberspole.

Inde i kobberspolen er der elektroner. Elektronerne har en negativ ladning.

Magneten, der drejer tæt på kobberspolen, har to poler. En nordpol og en sydpol.

Når magneten drejer tæt på kobberspolen, så vil det hele tiden skifte imellem, om det er magnetens nordpol eller sydpol, der peger mod spolen.

Magnetens poler påvirker elektronerne i kobberledningen. Den ene pol frastøder elektronerne, og den anden tiltrækker dem. Elektronerne bliver altså sat i bevægelse.

Strøm eller elektricitet er netop elektroner i bevægelse. Og når elektroner bevæger sig frem og tilbage så kaldes det vekselstrøm.

Strømstyrke måles i ampere og spænding måles i volt.

Materialer:

• Strømforsyning
• Ledninger
• Stativ med klemmer stænger og muffer
• Motor med drejeleje (12 volt DC)
• Rund magnet med drejeleje
• Elastik eller gummibånd
• Spoler (200, 400 og 1600 vindinger)
• Jernkerne
• Pære, amperemeter og voltmeter

Fremgangsmåde:

1. Du skal starte med at læse opgavens teoriafsnit, hvis du ikke allerede har gjort det. Et teoriafsnit indeholder en tekst med det fakta eller baggrundsviden, der skal til for at forstå en opgave.
2. Byg en opstilling som den vist nedenfor:

1. Start med at skrue op og ned for motorens omdrejninger.
2. Det gør du på strømforsyningen. Du må maks. skrue op til 12 volt.
3. Motorens får magneten til at dreje. Motorens svarer til vindmøllen eller vandkraftværket, der også kan få en magnet til at dreje.
   • Undersøg om pæren lyser mest ved lave eller høje omdrejninger (i stedet for pæren kan du sætte et amperemeter eller et voltmeter til og notere, målingerne fra dem).
4. Når I har fundet ud af, hvilken hastighed, der er mest effektiv, fortsætter I forsøget med den hastighed.
   • Undersøg nu om pæren lyser mest, når spolen med jernkernen er tæt på eller langt fra magneten.
   • Hvad hvis der slet ikke er nogen jernkerne i spolen, virker det stadigvæk?
5. Beslut jer for en afstand mellem magneten og jernkernen. Den afstand skal I holde i hele den næste del af forsøget.
   • Det I nu skal undersøge, er om pæren lyser kraftigst med en spole med få vindinger eller med en med mange.
6. Noter jeres resultater.

Resultater:

Hvad fandt I ud af i første, anden og tredje del af forsøget?

(I kan eventuelt notere jeres resultater i et skema)

Diskussion/konklusion:

Besvar arbejdsspørgsmålene nedenfor:

• Motoren bruger strøm. Hvordan kunne man få magneten til at dreje rundt uden at bruge strøm?
• Hvorfor er det ikke så smart at bruge motoren til at producere strøm?
• Bruger motoren jævnstrøm eller vekselstrøm?
• Producerer generatoren jævnstrøm eller vekselstrøm? Kan du forklare hvorfor?
• Hvordan bygger man den mest effektive generator, hvis man tager udgangspunkt i jeres forsøg?

Byg en model af Voltasøen

Formål:

Du skal bygge en model, der viser en flod før og efter, at der er blevet bygget en dæmning.

Teori:

Floder opstår på land, fordi der falder regn eller smelter is og sne. Vandet løber derefter ud mod havet. Alle vandløb løber altså mod havet.

Sådan er det også med Volta Floden. Floden har tre grene de hedder Hvide Volta, Sorte Volta og Røde Volta. Eller Nakambe, Muhoun og Nazinon.

Voltasøen blev skabt, fordi de tre floder blev opdæmmet. Det betyder, at der blev bygget en dæmning. Dæmningen holder flodernes vand tilbage. Hvis der ikke var blevet bygget en dæmning, ville Voltasøen ikke være der. Dæmningen hedder Akosombodæmningen.

Akosombodæmningen blev bygget, så man kunne bygge et stort vandkraftværk. Vandkraftværker kræver nemlig et stort vandreservoir.

Du kan se floderne og Voltasøen herunder.

Foto: Creative commons

Da Akosombodæmningen blev bygget, var der en masse land, der blev oversvømmet. Derfor måtte 78.000 mennesker flytte væk og de tog 200.000 husdyr med sig. Der var også en masse vilde dyr, der mistede deres levesteder.

Det var altså ikke uden konsekvenser at bygge vandkraftværket.

Materialer:

• Modellervoks, ler, vandstrømningsmodel eller lignende
• Glasplade eller lignende til at bygge oven på (hvis du bruger modellervoks eller ler)
• Kort over Ghana fx et topografisk kort, der viser højdeforskelle
• Vand med frugtfarve
• Bægerglas
• Et lille fladt stykke plastik eller glas, der kan bruges som “dæmning”

Fremgangsmåde:

1. Du skal starte med at læse opgavens teoriafsnit, hvis du ikke allerede har gjort det. Et teoriafsnit indeholder en tekst med det fakta eller baggrundsviden, der skal til for at forstå en opgave.
2. Kig på kortet over Ghana og de tre floder. (Find eventuelt også et topografisk kort over Ghana. Altså et kort, der viser højdeforskelle).
3. Prøv at lave et landskab, i det materiale du har valgt, der ligner Ghana. (Du kan eventuelt printe et kort over Ghana ud, og bygge oven på kortet).
4. Tryk de tre floder ned i dit landskab, som de cirka ser ud i virkeligheden.
5. Når du laver din model, skal du tage højde for:
   • At vi forestiller os, at Akosombodæmningen ikke er bygget endnu
   • At din model skal hælde i retning mod “havet”
   • At der skal være højdeforskelle på din model. (Der hvor Voltasøen skal ende med at være, skal “landskabet” kun være lidt højere end din flod).
6. Når du har lavet din model, skal du undersøge om den fungerer.
   • Bland lidt vand op med frugtfarve i små bægerglas
   • Hæld forsigtigt vandet ned gennem din model. Fungerer den, som den skal? Hvis ikke, så byg lidt om, indtil vandet følger floderne.
   • (Husk at have noget at opsamle vandet i igen, når det når til “havet”).
7. Undersøg hvor Akosombodæmningen ligger
8. Byg dæmningen så den spærre for floden, undersøg om den fungerer.
   • Hæld forsigtigt vandet med frugtfarve gennem din model igen. Fungerer dæmningen som den skal? Hvis ikke, så byg lidt om igen.

Resultater:

Din model

Diskussion/konklusion:

Besvar arbejdsspørgsmålene:

• Hvorfor løber alle floder mod havet?
• Hvordan opstår en flod?
• Hvad er en dæmning?
• Hvorfor er det nødvendigt med en dæmning, når man skal bygge et vandkraftværk?
• Vandkraftværker leverer CO2 neutral energi, og det er selvfølgelig en fordel. Men hvilke konsekvenser kan det have at bygge vandkraftværker?

Perspektivering:

Besvar eller diskuter arbejdsspørgsmålene med din makker eller din gruppe:

• Hvilke fordele og ulemper er der ved vandkraftværker?
• Diskuter: Skal vi bygge flere vandkraftværker i fremtiden?
• Dæmninger kan ikke kun bruges til at holde vand inde. De kan også bruges til at holde vand ude. Det kan I læse om her:
  • seismo.dk/havene-stiger-men-der-findes-en-by-som-allerede-har-laert-at-beskytte-sig-mod-klimaforandringer/ 
• Diskuter: Hvad skal vi bruge vores penge på. Skal vi bygge dæmninger omkring Danmark for at beskytte os mod klimaforandringer? Eller skal vi bygge grønne energiløsninger i andre lande for at bremse klimaforandringerne?

Hvordan sorterer du affald, og hvad bliver der af det?

Formål:

Du skal sammenligne den måde du behandler dit affald på, med affaldsbehandlingen i Nordghana, og lave en film om det.

Teori:

I Danmark sorterer vi 10 slags affald. Det blev besluttet i 2020.

De 10 slags affald er:

• Madaffald
• Glas
• Plast
• Metal
• Pap
• Papir
• Mad- og drikkekartoner
• Tekstiler
• Farligt affald
• Restaffald

Grunden til at affaldet skal sorteres er, at vi så kan genanvende mere. Genanvendelse er godt for miljøet.

Når vi bliver bedre til at sortere affald, så er der ikke så meget af det, der bare bliver brændt af, i de store affadsenergianlæg. Et affaldsenergianlæg udnytter godt nok affaldet til at lave elektrisk energi og varme, men det udleder også CO2.

Desuden skal der en masse ressourcer til, hver gang vi laver nyt glas, plast, metal og så videre. Det er ikke bæredygtigt at blive ved med at bruge Jordens ressourcer på den måde.

Udover at vi sorterer affald i Danmark, så har vi også et meget effektivt pantsystem. Pantsystemet gør, at meget glas, plastik og aluminium bliver genanvendt.

Før vi blev gode til at sortere affald i Danmark og i resten af Europa, blev farligt affald nogle gange dumpet andre steder i verden.

For cirka 10 år siden var der for eksempel flere sager, hvor farligt affald fra Danmark var blevet dumpet i Ghana. Affaldet blev brændt af. Afbrænding af farligt affald forurener og udskiller giftstoffer.

Lande med en effektiv affaldsbehandling er bedre rustet til at håndtere det farlige affald. Derfor er det bedre for miljøet at affaldet ikke bare bliver dumpet rundt omkring i de fattige lande i verden.

Materialer:

• mst.dk/affald-jord/affald/saerligt-for-borgere-om-affald/
• Mobiltelefon med kamera

Fremgangsmåde:

1. Du skal starte med at læse opgavens teoriafsnit, hvis du ikke allerede har gjort det. Et teoriafsnit indeholder en tekst med det fakta eller baggrundsviden, der skal til for at forstå en opgave.
2. Se den lille film om genbrug af metal i Ghana.
   • Hvad ligger du særligt mærke til?
   • Hvordan tror du genanvendelse af metal er i Danmark?
3. Tryk på linket til Miljøstyrelsens side: mst.dk/affald-jord/affald/saerligt-for-borgere-om-affald/
4. Find den film, der hedder: Smid ikke øl og sodavandsdåser i restaffaldet
   • Hvad ligger du særligt mærke til?
   • Hvordan fungerer genanvendelse af metal i Danmark?
   • Du kan eventuelt se de andre film, og blive endnu klogere på affaldssortering.
5. Nu skal du lave din egen film om, hvordan du sorterer skrald. Brug dit mobilkamera. Du kan for eksempel fokusere på:
   • Hvordan du sorterer affald derhjemme. Hvor mange skraldespande har i? Hvilket affald skal i hvilken spand. Forklar hvorfor.
   • Hvordan du sorterer metalaffald. Gå ud og saml dåser. Gå ned og pant dem, og forklar hvordan det danske pantsystem fungerer.
   • Besøg en genbrugsstation eller et affaldsenergianlæg og forklar, hvordan tingene fungerer der.

Resultater:

Din film…

Diskussion konklusion

Besvar eller diskuter arbejdsspørgsmålene:

• Har du styr på, hvordan dit skrald skal sorteres? Hvordan?
• Hvorfor er det en god ide at sortere og genanvende affald?
• Hvilke forskelle er der på affaldsbehandlingen i Ghana og i Danmark?
• Hvilke forskelle er der på håndteringen af metalaffald?
• Hvordan virker det danske pantsystem?
• Hvorfor har alle lande ikke et pantsystem, og hvorfor behandler alle lande ikke affald på samme måde, som vi gør i Danmark?

Herunder kan du se nogle billeder af affaldsenergianlæget Amager Bakke. Amager Bakke ligger i København og er et affaldsenergianlæg med en kunstig skibakke på toppen.

Foto: Creative commons

Foto: Creative commons