Żarówki

Poprawna odpowiedź

1- można, 2 - można, 3 - można, 4 - nie można

Wymaganie ogólne

3 Wskazywanie w otaczającej rzeczywistości przykładów zjawisk opisywanych za pomocą poznanych praw i zależności fizycznych.
4 Posługiwanie się informacjami pochodzącymi z analizy przeczytanych tekstów (w tym popularno-naukowych).

Wymaganie szczegółowe

4.7. Elektryczność. Uczeń posługuje się pojęciem natężenia prądu elektrycznego
4.8. Elektryczność. Uczeń posługuje się (intuicyjnie) pojęciem napięcia elektrycznego
4.10. Elektryczność. Uczeń posługuje się pojęciem pracy i mocy prądu elektrycznego

Komentarz

Zadanie sprawdza umiejętność odczytywania parametrów z obudowy urządzeń elektrycznych oraz obliczania na ich podstawie innych wielkości elektrycznych, między innymi energii zużytej przez urządzenie, wielkości bardzo istotnej z punktu widzenia użytkownika.

Na każdym urządzeniu elektrycznym, na tak zwanej tabliczce znamionowej przedstawione są parametry pracy dla tego urządzenia. Są to warunki, jakie należy spełnić, aby urządzenie pracowało zgodnie ze swoim przeznaczeniem w sposób optymalny. Dla żarówek przedstawionych w zadaniu parametrami tymi są: napięcie zasilające oraz moc znamionowa. Moc znamionowa jest wielkością mocy urządzenia w przypadku jego podłączenia do zalecanego napięcia zasilającego. W zadaniu jest to napięcie 230 V (napięcie sieci elektrycznej w Polsce). Jeśli opisane w zadaniu żarówki podłączymy do napięcia 230 V, ich moc wyniesie dla tradycyjnej żarówki 40 W, a dla LED 5 W. Oznacza to, że żarówka tradycyjna pobiera z sieci 40 Wh energii elektrycznej w czasie 1 godziny, a LED zaledwie 5 Wh, choć obie świecą tak samo jasno. Zatem od razu, bez liczenia, możemy porównać parametry wymienione w punktach 1 i 2 dla żarówek tradycyjnych i LED. Podane w zadaniu wielkości pozwalają również wyliczyć natężenie prądu płynącego w każdej z żarówek. Należy w tym celu podzielić moc żarówki przez napięcie zasilające. Natomiast nie można wyznaczyć średniego czasu działania żarówek na podstawie danych przytoczonych w zadaniu.

Zadanie nie wydaje się trudnym. Jednak w badaniu przeprowadzonym wśród absolwentów gimnazjum nie wypadło ono najlepiej. Zaledwie 16% wszystkich badanych rozwiązało poprawnie całe zadanie. Jest to smutne zważywszy na fakt, że bardziej przyziemnego tematu z fizyki nie można sobie wyobrazić. Może lekkim pocieszeniem jest wynik pierwszego punktu, w którym 73% uczestników badania prawidłowo wywnioskowało, iż można wyliczyć zużycie energii elektrycznej na postawie podanej mocy żarówki. Możliwe, że uczniowie wiedzą, że ich rodzice płacą za kilowatogodziny (kWh) zużytej energii elektrycznej i z jednostki mocy (podanej w zadaniu) wywnioskowali możliwość wyliczenia energii elektrycznej. Trochę gorzej wypadł punkt 2 – 62% poprawnych odpowiedzi, co jest o tyle zaskakujące, że napięcie było podane ‘na tacy’, wystarczyło skojarzyć, że liczba z podaną jednostką V (wolt) jest wielkością napięcia. Punkt 3 rzeczywiście mógł być trudny dla uczniów. Trzeba było znać wzór na moc prądu elektrycznego. Nic dziwnego, że nie wypadł on najlepiej (58% prawidłowych odpowiedzi). Jednak najsłabszy był wynik punktu 4 – zaledwie 41% poprawnych odpowiedzi.

Generalnie z wyników badania można wywnioskować, że zagadnienia związane z prądem elektrycznym nie są dobrze opanowane przez gimnazjalistów. A szkoda, ponieważ nawet jeśli w przyszłości młody człowiek zapomni całkowicie o fizyce, to jednak wiedza dotycząca zużycia energii elektrycznej i poniesionych przez to kosztów będzie mu towarzyszyła przez całe życie.

Słowa kluczowe