מדעים- חלקי מעגל חשמלי

מערך שיעור: מבוא לחשמל ואלקטרוניקה (4 מפגשים)
________________________________________
מפגש 1: היסודות – מטען, זרם ומתח (45 דקות)
זמן נושא שיטת הוראה מטרות ויזואליות (אופציונלי)
5 דקות פתיחה: מה זה חשמל? איפה פוגשים אותו ביומיום? (דיון קצר) שאלות פתוחות, סיעור מוחות
15 דקות מטען חשמלי: מבנה האטום (פרוטונים, נויטרונים, אלקטרונים). מטען חיובי ושלילי, משיכה ודחייה. הולכה ובידוד. הסבר פרונטלי, הדגמה על ידי מטען סטטי פשוט (בלון).
15 דקות זרם חשמלי ומתח חשמלי: הגדרת זרם כזרימת מטענים (מים בצינור: כמות המים). הגדרת מתח ככוח המניע את המטענים (משאבה: הלחץ). הסבר עם אנלוגיית המים והמשאבה.
| 10 דקות | סיכום ושיעורי בית: שאלות מסכמות קצרות. מטלה: לחפש דוגמאות למוליכים ומבודדים בבית. | שאלות ותשובות.

מפגש 2: המעגל החשמלי וחוק אוהם (45 דקות)
זמן נושא שיטת הוראה מטרות ויזואליות (אופציונלי)
5 דקות חזרה: חזרה קצרה על זרם ומתח, בדיקת שיעורי בית. שאלות מהירות.
15 דקות המעגל החשמלי הבסיסי: רכיבים נדרשים (מקור מתח, עומס, מוליכים). מעגל פתוח וסגור. כיוון הזרם (הסכמי מול אלקטרוני). ציור סכמטי על הלוח והסבר.
|
| 15 דקות | חוק אוהם הצגת התנגדות חשמלית (מים בצינור צר: ההתנגדות לזרימה). הצגת חוק אוהם והמשולש לחישוב. | הסבר הנוסחה, הצגת יחידות (וולט, אמפר, אוהם).
| 10 דקות | תרגול מיידי: חישוב מהיר של R, V, או I בהינתן שני הנתונים האחרים. תרגילים קצרים על הלוח.

מפגש 3: מעגלים סדרתיים ומקביליים (45 דקות)
זמן נושא שיטת הוראה מטרות ויזואליות (אופציונלי)
5 דקות חזרה: חוק אוהם, תרגול נוסף קצר. תרגיל חזרה.
20 דקות מעגל טורי (סדרתי): מאפיינים: זרם זהה בכל נקודה, מתח מתחלק בין הנגדים, התנגדות כוללת היא סכום הנגדים ($R_{total} = R_1 + R_2 + ...$). הסבר באמצעות ציור מעגל עם נורות טורים. דוגמה לכשל – אם נורה אחת נשרפת.
| 15 דקות | מעגל מקבילי: מאפיינים: מתח זהה על כל הענפים, זרם מתחלק בין הענפים, התנגדות כוללת קטנה יותר (הוספת נתיבים). | הסבר באמצעות ציור מעגל עם נורות מקביליות. דוגמה לכשל – אם נורה אחת נשרפת. |Shutterstockמידע נוסף
| 5 דקות | סיכום: השוואה בין טורי למקבילי (טבלה קצרה). | סיכום בנקודות. | |
________________________________________
מפגש 4: רכיבי יסוד ופעילות אינטראקטיבית מסכמת (45 דקות)
זמן נושא שיטת הוראה מטרות ויזואליות (אופציונלי)
5 דקות חזרה: השוואה בין מעגלים טוריים ומקביליים. שאלות פתוחות, מחיאת כף על תשובה נכונה.
15 דקות רכיבי יסוד באלקטרוניקה: נגד (הגבלת זרם), קבל (אגירת אנרגיה – דוגמת ספוג סופג מים), סליל/משרן (אגירת אנרגיה בשדה מגנטי), דיודה (הזרם עובר בכיוון אחד בלבד – דוגמת שסתום חד-כיווני). הצגה פיזית של הרכיבים (אם יש) והסבר תפקיד בסיסי.
|
| 25 דקות | פעילות אינטראקטיבית לסיכום: | משחק 'בונים מעגל' / חידון קהוט! | |
משחק 'בונים מעגל' (מומלץ): חלוקת הכיתה ל-3-4 קבוצות. לכל קבוצה משימה: לבנות מעגל בסיסי (בסימולטור מקוון פשוט כמו Tinkercad או עם ערכות בסיסיות) שמדליק נורה בהתאם לכללים (למשל, הוספת נגד כדי לא לשרוף את הנורה).
* חידון זיכרון ע"י קלפים מסכם: שאלות רב-ברירה על כל החומר שנלמד: מטען, זרם, מתח, חוק אוהם, מעגל פתוח/סגור, טורי/מקבילי, רכיבי יסוד.