संसाधन 4: विद्युत के बारे में पढ़ाने के लिये मॉडल और समानताओं का उपयोग
इस संसाधन का उपयोग गतिविधि–2 में किया गया है। तालिका R3.1 में उपयोग किये गए मॉडल और समानताओं की पहचान की गई है और दूसरे ऐसे मॉडलों के सुझाव दिये हैं जो सहायक हो सकते हैं।
| खण्ड | गतिविधि | मुख्य शैक्षणिक बिंदु / इस गतिविधि और साथ के पाठ से विद्यार्थियों को मुझे क्या सिखाना है? | कठिनाइयों के स्त्रोत? | यहाँ पर किन मॉडल या समानताओं का उपयोग हो रहा है या किया जा सकता है? |
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| 1.1 | – | आवेश (कूलम्ब में मापा जाने वाला) का प्रति सेकंड धारा ही विद्युत प्रवाह (एम्पीयर में मापा जाने वाला) है अमीटर द्वारा मापा गया विद्युत धारा पारम्परिक धारा की माप + से – तक होती है। विद्युत प्रवाह और इलेक्ट्रॉन एक चालक से हो कर जाते हैं। विद्युत प्रवाह तुरंत होता है, लेकिन आवेश के चलने की गति लगभग 1 मि मि. प्रति सेकंड – 1 होती है | आवेश ऐसी वस्तु नहीं जिसे देखा जा सके इलेक्ट्रॉन के बहाव की दिशा और पारम्परिक धारा को लेकर भ्रम इलेक्ट्रॉन्स की धीमी गति और धारा की तत्क्षणता का मेल | उपयोग किये जा रहे: बहाव के रूप में विद्युत धारा परिपथ एक सतत चलने वाला बंद रास्ता है – किसी भी टूट से प्रवाह रूकता है रस्सी का मॉडल भी देखें। |
| 1.2 | – | चालक में विभवांतर के कारण आवेश उसमें से प्रवाहित होता है विभवांतर = प्रति यूनिट आवेश पर किया गया काम। 1 वोल्ट = 1 जूल प्रति कूलम्ब वोल्टमीटर द्वारा मापा जाता है। | यह विचार कि बैटरी विद्युत धारा देती है वोल्टेज नहीं | उपयोग किये जा रहे: पानी को नीचे की ओर बहने के लिये गुरूत्वीय विभवांतर की आवश्यकता होती है। आवेश को बहने के लिये विद्युतीय विभवांतर की आवश्यकता होती है रस्सी का मॉडल भी देखें। |
| 1.3 | – | आम तौर पर उपयोग किये जाने वाले हिस्सों के लिये पारम्परिक चिह्न। | – | |
| 1.4 | 1.4.1 | किसी चालक के लिये वोल्टेज और विद्युत धारा का आपसी सम्बन्ध ओम का नियम वोल्टेज व धारा के बीच ग्राफ द्वारा व्यक्त करते है। अलग अलग बैटरी की संख्या के लिये V विरूद्ध I के ग्राफ से प्राप्त ओहम का नियम | वोल्टेज और विद्युत धारा के बीच ग़लतफहमी परिपथ के रेखाचित्र सम्बन्ध के अनुसार वास्तविक परिपथ बनाना वोल्टमीटर और अमीटर के संयोजन | उपयोग किये जा रहे–परिपथ के प्रतीक के लिये परिपथ रेखाचित्र (सारी गतिविधियों में उपयोग किया गया) |
| 1.4.2 | हिस्सों को बदलने से धारा प्रभावित होती है। प्रतिरोध की अवधारणा–प्रतिरोध बढ़ने से धारा कम होती है। | संभावित गलतफहमी ’हिस्सों द्वारा धारा को सोख लिया जाता है’ पाठ की चर्चा में चालक में से इलेक्ट्रॉनों के हो कर गुजरने का मानसिक मॉडल | संभावित सहायक–रस्सी का मॉडल, मिठाई का मॉडल– | |
| 1.4.3 | चालक के प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारण तार का प्रतिरोध या लंबाई जितनी ज्यादा, प्रतिरोध भी उतना ही ज्यादा अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल जितना ज्यादा, है उतना ही प्रतिरोध कम होगा। | विद्युत धारा को मापते हुए प्रतिरोध का अनुमान लगाना – प्रतिरोध को सीधे मापना नहीं। अनुप्रस्थ काट के क्षेत्रफल का नियम प्राप्त करने के लिये, विद्यार्थी को याद दिलाना होता है कि व्यास दुगुना करने से क्षेत्रफल चौगुना होता है आपसी आपसी सम्बन्ध को याद रखना | संभावित सहायक: (ऐसा कुछ जिसका अभिनय किया जा सके?) भीड़भरे गलियारे में बक्सों का ढेर ले कर चलना। टकराने से बक्से गिरने लगते हैं गलियारा जितना बड़ा होगा उतने कम बक्से गिरेंगे और जितना संकरा होगा, टकराने की बारम्बारता उतनी ज्यादा होगी। | |
| 1.5 | 1.5.1 | श्रेणी में प्रतिरोधः श्रेणी परिपथ में कहीं भी धारा एक समान बहती है। प्रवाह प्रतिरोध की कुल मात्रा पर निर्भर करता है | परिपथ को परिपथ रेखाचित्र के अनुरूप व्यक्त करना – ’प्रवाह सोख लिया जाना’ गलतफहमी | मिठाई का मॉडल को भी देखें। |
| 1.5.2 | श्रेणी में प्रतिरोधकों के लियेः प्रत्येक प्रतिरोध के विभवांतरों का योग कुल विभवांतर है। V = IR,के रूप में, श्रेणी में प्रतिरोधकों का कुल प्रतिरोध = प्रत्येक प्रतिरोध का योग | परिपथ को परिपथ रेखाचित्र के अनुसार व्यक्त करना | – | |
| 1.5.3 | जब तीन प्रतिरोधक समांतर हों: प्रत्येक प्रतिरोधक का विभवांतर और तीनों का कुल विभवांतर समान होगा परिपथ के अखंडित भाग में धारा = प्रत्येक प्रतिरोधक के धारा का योग | परिपथ को परिपथ रेखाचित्र के अनुसार व्यक्त करना गणनाएं समझने के लिये कठिन हो सकती हैं गतिविधि के बाद कुल प्रतिरोध की गणना कठिन हो सकती है; कुल प्रतिरोध में कमी आना शुरू में सहज ज्ञान के विपरीत होता है | संभावित सहायक– विभवांतर के लिये ढलान का मॉडल। किसी चौड़ी प्लास्टिक की फनेल में ऊपर से तीन छर्रे (बॉलबेयरिंग) एक साथ छोड़ें (नीचे एक प्याला रखें)। प्रत्येक का मार्ग अलग होगा लेकिन गिरने की दूरी हर बार एक ही होगी।संभावित सहायक– विद्युत प्रवाह का मॉडल जिसमें समूह तीन अलग–अलग मार्गों से जा कर फिर एक जगह मिलते हैं। प्रतिरोध में कमी का प्रभाव, जैसे सामान पहुँचाने के लिये एक की जगह तीन गाड़ियों का उपयोग | |
| 1.6 | जब विद्युत प्रवाह किसी चालक में से गुजरता है तब कुछ ऊर्जा गर्मी के रूप में निकल जाती है बल -P = VI ऊर्जा H = Vt ऊर्जा | संभावित सहायक– रस्सी का मॉडल | ||
| 1.7 | - | गर्मी के प्रभाव के व्यावहारिक अनुप्रयोगः हीटर, टोस्टर आदि, फिलामेंट वाले बल्ब, फ्यूज़ | क्या सभी विद्यार्थी इन उदाहरणों को पहचानते होंगे? | – |
| 1.8 | विद्युत बलः P = V I P = V/R बल को वाट्स में मापा जाता है ऊर्जा की व्यापारिक यूनिट = किलोवाट घंटा (kW h) = 3.6 × 106 जूल। विद्युत उपकरणों द्वारा आवेश सोखा नहीं जाता। हम उपयोग की गई ऊर्जा का पैसा देते हैं, आवेश का नहीं | ऊर्जा और आवेश में ग़लतफहमी |
संसाधन 3: विद्युत परिपथों के बारे में पढ़ाने के लिये दो मॉडल