Börja inte med Ohms lag – och 5 andra tips för att klara elläran

Från spänning till Kirschhoffs lagar – alla som pluggar till elektriker behöver elläran. Men att börja med Ohms lag är en dålig idé, tycker läromedelsförfattaren Sven Spiegelberg.

1. Därför ska man inte börja med Ohms lag

Det finns en tradition inom ellära att börja med Ohms lag. En risk med det är att man inte bara förklarar tre abstrakta begrepp på samma gång utan dessutom sambanden mellan dem.
– Det tycker jag är en dålig väg att gå. Jag börjar i stället med att reda ut spänning och hur den fördelar sig i en krets. Sedan går jag in på strömmen och hur den förgrenar sig i en krets. Till sist tar jag resistansen och förklarar hur den påverkar spänning och ström. Först därefter tar vi oss an sambandet – alltså Ohms lag.
Det berättar läromedelsförfattaren Sven Spiegelberg som ligger bakom konceptet Ellära 2.0 Pro som används av många elektrikerutbildningar inom gymnasieskola och vuxenutbildning. 

Läs också:
Elektriker på 35 veckor: ”Jag var själv skeptisk i början”

Läs också:
Alla klarar inte certifikat till elektriker direkt efter gymnasiet

2.  Grundförståelse av spänning, ström och resistans räcker inte

De flesta har någon förståelse för de centrala begreppen spänning, ström och resistans. Men alla som arbetar med elektricitet behöver ha en djupare förståelse för hur de uppträder i en krets.
– Reder man ut de här begreppen på djupet redan i starten av utbildningen med mätövningar kan de bli instrumentella. Det betyder att eleverna kan använda dem för att analysera kretsar. Det gör att det blir mycket enklare att klara av de mer avancerade begreppen i praktisk ellära som kommer i årskurs 2. 
I gällande läroplan introduceras elläran först i andra årskursen.
– En del lärare lägger in vissa kurser, som till exempel den om elektriska kretsar redan i årskurs ett för att få mer tid för de grundläggande begreppen inom elläran, förklarar Sven Spiegelberg.

3. Elektrikerns färdighet i felsökning kräver kombination av teori och praktik

En central del i en elektrikers kompetens är att förstå elnätets struktur och bedöma hur lasten påverkar nätet. Det kräver kännedom om Kirchhoffs lagar, olinjära och reaktiva laster.

Kirchhoffs strömlag säger att summan av strömmar in till en punkt är lika med summan av strömmar ut från den, medan Kirchhoffs spänningslag säger att summan av alla spänningsfall i en serikoppling är lika den pålagda spänningen. För att beräkna och analysera spänningar i elektriska kretsar och laster behöver elektriker greppa både Kirschhoffs lagar och Ohms lag.
– Det är stor skillnad på att teoretiskt kunna beräkna kretsar och att praktiskt kunna tillämpa det, till exempel vid felsökning. 

Läs också:
El i topp bland populäraste gymnasieprogrammen 

Läs också:
Så tjänar elektriker tio år efter gymnasiet

4. Laborationer bygger färdighet i kretsanalys

Förståelse för teori men också kompetens att omsätta teori i verkligheten bygger på laborationer och det ingår i de flesta läromedel i ellära. Sven Spiegelbergs version av labbutrustning är en modell av ett lågspänningsnät med spänningen 40 i stället för 400 V.
– Eleverna kan spänningssätta själva utan att läraren är med. De kommer att koppla fel. Men då kan de lära sig att rätta till sina misstag. På så vis får de samtidigt grepp om kretsanalysen som många tycker är svår inom elläran, säger Sven Spiegelberg. 

Serie- och parallellkopplingar är ett annat exempel på hur teori inte räcker. I serie är strömmen lika och spänningen delas upp. I parallellkoppling är spänningen samma och strömmen delas upp.  

– Det här kan verka enkelt på papper men i verkliga kretsar är det ändå många som snubblar när de ska mäta upp det. För att bygga upp den här kompetensen behöver man också göra mätövningar. 

5. Mäta fel är något av det farligaste man kan göra som elektriker

Utanpåliggande och infälld förläggning och inkoppling av central i bås är övningar som kommer tidigt i utbildningen. Därför etableras tidigt begrepp som växelspänning och trefas.  Här finns möjligheten att koppla ihop teori med praktik och föra in begrepp som huvudspänning och fasspänning.

– En viktig övning i början är att ställa in mätinstrumentet fel och mäta på växelspänning i likspänningsläge, då är vi inne på något av det farligaste man kan göra – att göra spänningslöshetskontroll med fel instrument och fel inställning. Har eleverna blivit vana vid de här begreppen tidigt går det lättare att höja komplexiteten i årskurs 2.

Läs också:
”Bila, spåra och dra el med gubbarna är det bästa”

6. För inte in effektberäkningar för tidigt

Det kan vara svårt att skilja mellan aktiv effekt (P), det vill säga den effekt som gör nytta, reaktiv effekt (Q), som svänger fram och tillbaka men inte gör någon nytta och slutligen skeneffekt (S) – den sammanlagda effekten. Att hålla isär dessa och räkna med cos φ är en klassiker där många går bet.

– Om man lyckas etablera de tre begreppen spänning, ström och resistans med Ohms lag märker man som lärare att komplexiteten ökar när vi för in effekt som en fjärde faktor. För man in effekt för tidigt i ekvationen, blir det lätt begreppsförbistring. Kan man etablera begrepp som effektförlust tidigt och knyta det till förståelsen för varför vissa ledare behöver vara grövre, blir det lättare att sedan förstå nätpåverkan från till exempel reaktiva laster i kursen praktisk ellära, säger Sven Spiegelberg.