Videnskabsprojekter, der involverer elektronik, tilbyder spændende og interessante måder at lære om elektricitet på. Disse typer praktiske projekter giver eleverne mulighed for at lære om en af de største kræfter, der driver den moderne verden. Elektricitetsfokuserede videnskabelige eksperimenter er enten enkle eller komplekse afhængigt af skalaen på modellen eller andre objekter, der bygges, og hvilke typer materialer der er behov for.
Grundskolestuderende kan tilføje elektriske komponenter til modellering af lerskulpturer ved hjælp af enkle teknikker og el-ledende ler, der er tilgængelige online eller i hobbybutikker. For mellem- og gymnasieelever kan mere komplekse projekter være passende, f.eks. Bygning deres egen enkle motor eller optage, hvor lang tid det tager for dioder at stoppe med at arbejde, når de udsættes for højt varme.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Studerende i alle aldre kan lære om elektricitet på en praktisk måde ved at gennemføre et elfokuseret videnskabsprojekt. Grundskoleelever kan tilføje bevægelse og lys til modellering af lerskulpturer, mellemskoleelever kan bygge deres egne enkle motorer og gymnasieelever kan måle, hvor lang tid det tager dioder at stoppe med at arbejde, når de hæves til høje temperaturer.
Grundskoleelever - Electric Modelling Clay Project
Ideen om at tilføje bevægelse eller lys til modellering af lerskulpturer vil sandsynligvis vække grundskoleelever. Dette projekt giver eleverne en interessant måde at få en grundlæggende forståelse af enkle, parallelle og serie elektriske kredsløb samt skabe et projekt, de nyder at præsentere for deres jævnaldrende. Til dette projekt kan eleverne købe et elektrisk modelleringssæt, der er tilgængeligt online eller fra en hobbybutik. Sådanne sæt inkluderer normalt batterier, en batteripakke, LED-lys, summer, en lille motor og opskrifter til fremstilling af både ledende og isolerende modelleringsle af ingredienser i køkkenet. (Se ressourcer)
Start projektet ved at følge opskriften for at fremstille de to forskellige versioner af ler. Sæt batterierne i batteripakken, hvilket muliggør oprettelse af et kredsløb ved hjælp af begge slags ler. Lav to klumper af ledende ler og en klump isolerende ler. Stick de tre lerklumper sammen med det isolerende ler i midten. Stik hver metalstang fastgjort til de enkelte ledninger fra batteripakken - en rød og en sort - i hver af de ledende lerklumper, og vælg derefter et LED-lys fra sættet.
Lyset skal have to ledninger, der stikker ud fra basen, kaldet ledninger. Stik den længere ledning, den positive eller røde ledning, ind i klumpen af ledende ler, der allerede har en rød ledning fra batteriet. Indsæt den kortere ledning fra lyset i klumpen af modellerings ler med den sorte ledning fra batteriet. LED'en lyser ikke, hvis du parrer ledningerne med de forkerte ledninger. Tænd batteripakken for at tænde LED-lyset.
Du kan nu eksperimentere med motoren, summerne og andet udstyr fra sættet. Prøv at støbe leret i forskellige former, eller tilføj bevægelse sammen med lys. Noter de effekter, som forskellige lerformer har på kredsløbens succes. Præsenter dine fund sammen med mindst en vellykket elektrisk ler-model som et videnskabsprojekt.
Mellemklasse studerende - elmotorgeneratorprojekt
Med bare et par enkle materialer kan gymnasieelever, der allerede har forståelse for de grundlæggende regler for elektricitet, bygge deres egen funktionelle motorgenerator. Studerende kan se, hvordan små ændringer påvirker motorens rotation, og eksperimentere for at se, hvor hurtigt de kan få motoren til at køre.
Til dette projekt har studerende brug for et simpelt motorsæt, såsom dem, der er tilgængelige online eller fra en model- eller hobbybutik. Disse sæt inkluderer normalt magnetråd, papirclips, neodymmagneter, et kompas og sandpapir samt monteringsbeslag. Ud over disse forsyninger har eleverne også brug for saks, en lille dyvel (såsom hætten fra en markør), en lineal, et 2-til-3-tommers stykke pap, elektrisk tape og et C-batteri.
Ved hjælp af ovenstående materialer spoler eleverne ledningen rundt om den lille dyvel for at skabe en elektromagnet med aksler (længder af lige, ikke-viklet ledning) på hver side. Ledningens elektrisk isolerende belægning skal fjernes fra enderne af akslerne. Lav akselstøtterne fra papirclipsene, og tape dem på batteriet. Stak tre neodymmagneter på batteriet, og afbalancer elektromagneten oven på understøtningerne, hvilket får elektromagneten til at dreje.
Efter at have bygget motoren kan eleverne eksperimentere ved at tilføje eller fjerne magneter og ved at se, hvordan deres kompas reagerer på forskellige ændringer, der er foretaget på motoren. Studerende skal præsentere deres fund såvel som selve den færdige motor som et videnskabsprojekt. Videoer af de forskellige motorkonfigurationer er en god tilføjelse til det færdige projekt.
Gymnasieelever - Projekt til overophedning af dioder
Dette projekt kræver, at deltageren har erfaring med elektronik. Det kræver også specialudstyr fra elektronikbutikker og nogle grundlæggende sikkerhedsforanstaltninger, hvilket betyder, at dette projekt fungerer bedst for studerende i gymnasiet.
Dette projekt fokuserer på elektronik og varme. Når man bygger et elektronisk kredsløb med loddejern, bliver ledningerne meget varme. Formålet med dette projekt er at bestemme, hvor lang tid det tager for en halvlederanordning at blive overophedet. For at bestemme dette har eleverne brug for 10 1N4001-dioder, et 9-volt batteri og batteriklemmer, et digitalt multimeter, 10 1 MΩ modstande, flere korte ledningslængder, et loddejern, et blyfrit lodde, en lille skruestik, trådbånd, et ovnfast termometer, et stopur og et køkken ovn.
Kalibrer dioderne ved først at slutte dem til en strømkilde med lav strøm og derefter indstille dem i ovnen ved en lav temperatur - op til 170 grader - indtil de alle har det samme temperatur. Sæt loddejernet i for at varme det op, og når det når temperaturen, skal du røre det til en af dioderne i et sekund og derefter bemærke eventuelle ændringer i spændingsaflæsningen med multimeteret.
Gentag denne proces for hver diode. I det næste trin skal du ændre, hvor længe loddepistolen rører ved dioden, og måle resultaterne med multimeteret. Bemærk, hvor lang tid det tager, før hver diode når en temperatur, hvor den ikke længere giver en spændingsaflæsning. Noter dine fund, og præsenter dem som et videnskabsprojekt sammen med visuelle hjælpemidler.