Wissenschaftsprojekte rund um die Elektronik bieten spannende und interessante Möglichkeiten, etwas über Elektrizität zu lernen. Diese Art von praktischen Projekten ermöglicht es den Schülern, etwas über eine der größten Kräfte zu lernen, die die moderne Welt antreiben. Auf Elektrizität fokussierte wissenschaftliche Experimente sind entweder einfach oder komplex, abhängig vom Maßstab des Modells oder anderer Objekte, die gebaut werden und den Arten der benötigten Materialien.
Grundschüler können mit einfachen Techniken und elektrisch leitendem Ton, der online oder im Hobbyhandel erhältlich ist, die Modelliermasse-Skulpturen mit elektrischen Komponenten versehen. Für Schüler der Mittel- und Oberstufe können komplexere Projekte angebracht sein, wie z ihren eigenen einfachen Motor oder zeichnet auf, wie lange es dauert, bis Dioden nicht mehr funktionieren, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind Hitze.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Schüler aller Altersstufen können Elektrizität auf praktische Weise lernen, indem sie ein stromorientiertes Wissenschaftsprojekt absolvieren. Grundschüler können Knetskulpturen mit Bewegung und Licht versehen, Mittelschüler können ihre eigenen bauen einfache Motoren und Gymnasiasten können messen, wie lange es dauert, bis Dioden nicht mehr funktionieren, wenn sie zu hoch angehoben werden Temperaturen.
Grundschüler -- Electric Modeling Clay Project
Die Idee, Knetskulpturen mit Bewegung oder Licht zu versehen, dürfte Grundschüler begeistern. Dieses Projekt bietet den Studierenden eine interessante Möglichkeit, ein grundlegendes Verständnis für einfache, parallele und serielle elektrische Schaltungen zu erlangen und ein Projekt zu erstellen, das sie gerne ihren Kollegen präsentieren. Für dieses Projekt können die Schüler ein elektrisches Modelliermasse-Set kaufen, das online oder in einem Hobbyladen erhältlich ist. Solche Kits enthalten normalerweise Batterien, einen Akku, LED-Leuchten, Summer, einen kleinen Motor und Rezepte, um aus Zutaten in der Küche sowohl leitfähige als auch isolierende Modelliermasse herzustellen. (Siehe Ressourcen)
Beginnen Sie das Projekt, indem Sie dem Rezept folgen, um die zwei verschiedenen Versionen von Ton herzustellen. Legen Sie die Batterien in den Batteriesatz ein, wodurch ein Stromkreis mit beiden Arten von Ton erstellt werden kann. Machen Sie zwei Klumpen aus leitfähigem Ton und einen Klumpen aus isolierendem Ton. Kleben Sie die drei Tonklumpen mit dem Isolierton in der Mitte zusammen. Stecken Sie jeden Metallstab, der an den einzelnen Drähten des Akkus befestigt ist – einen roten und einen schwarzen – in jeden der leitenden Tonklumpen und wählen Sie dann ein LED-Licht aus dem Kit.
Das Licht sollte zwei Drähte haben, die aus seiner Basis herausragen, die als Leitungen bezeichnet werden. Stecken Sie das längere Blei, das positive oder rote Blei, in den Klumpen aus leitfähigem Ton, der bereits ein rotes Blei von der Batterie enthält. Stecken Sie das kürzere Kabel der Leuchte in den Klumpen Modelliermasse mit dem schwarzen Draht der Batterie. Die LED leuchtet nicht, wenn Sie die Kabel mit den falschen Drähten koppeln. Schalten Sie den Akku ein, um das LED-Licht einzuschalten.
Sie können jetzt mit dem Motor, den Summern und anderen Geräten aus dem Bausatz experimentieren. Versuchen Sie, den Ton in verschiedene Formen zu formen oder Bewegung zusammen mit Lichtern hinzuzufügen. Beachten Sie die Auswirkungen, die verschiedene Tonformen auf den Erfolg von Schaltungen haben. Präsentieren Sie Ihre Ergebnisse zusammen mit mindestens einem erfolgreichen elektrischen Tonmodell als wissenschaftliches Projekt.
Schüler der Mittelstufe - Elektromotor-Generator-Projekt
Mit wenigen einfachen Materialien können Mittelschüler, die die Grundregeln der Elektrizität bereits kennen, ihren eigenen funktionsfähigen Motorgenerator bauen. Die Schüler können beobachten, wie sich kleine Änderungen auf die Rotation des Motors auswirken, und experimentieren, um zu sehen, wie schnell sie den Motor laufen lassen können.
Für dieses Projekt benötigen die Schüler einen einfachen Motorbausatz, wie er online oder in einem Modell- oder Hobbyladen erhältlich ist. Diese Kits enthalten normalerweise Magnetdraht, Büroklammern, Neodym-Magnete, einen Kompass und Sandpapier sowie Montagematerial. Zusätzlich zu diesen Materialien benötigen die Schüler eine Schere, einen kleinen Dübel (wie die Kappe eines Markers), ein Lineal, ein 2 x 3 Zoll großes Stück Pappe, ein elektrisches Klebeband und eine C-Batterie.
Mit den oben genannten Materialien wickeln die Schüler den Draht um den kleinen Dübel, um einen Elektromagneten mit Achsen (Längen gerader, abgewickelter Drähte) auf jeder Seite zu erstellen. Die elektrisch isolierende Beschichtung des Drahtes muss von den Enden der Achsen entfernt werden. Machen Sie die Achsstützen aus den Büroklammern und kleben Sie sie an die Batterie. Stapeln Sie drei Neodym-Magnete auf die Batterie und balancieren Sie den Elektromagneten auf den Stützen, wodurch der Elektromagnet sich dreht.
Nach dem Bau des Motors können die Schüler experimentieren, indem sie Magnete hinzufügen oder entfernen und sehen, wie ihr Kompass auf verschiedene Änderungen am Motor reagiert. Die Studierenden sollen ihre Ergebnisse sowie den fertigen Motor selbst als wissenschaftliches Projekt präsentieren. Videos der verschiedenen Motorkonfigurationen sind eine gute Ergänzung zum fertigen Projekt.
Gymnasiasten - Überhitzungsdioden-Projekt
Dieses Projekt erfordert vom Teilnehmer Erfahrung mit Elektronik. Es erfordert auch spezielle Ausrüstung aus Elektronikgeschäften und einige grundlegende Sicherheitsvorkehrungen, was bedeutet, dass dieses Projekt am besten für Schüler in der High School funktioniert.
Dieses Projekt konzentriert sich auf Elektronik und Wärme. Beim Aufbau einer elektronischen Schaltung mit einem Lötkolben werden die Leitungen sehr heiß. Ziel dieses Projekts ist es, zu bestimmen, wie lange es dauert, bis ein Halbleiterbauelement überhitzt. Um dies festzustellen, benötigen die Schüler 10 1N4001-Dioden, eine 9-Volt-Batterie und Batterieklemmen, ein Digitalmultimeter, 10 1-MΩ-Widerstände, mehrere kurze Drahtstücke, einen Lötkolben, ein bleifreies Lot, einen kleinen Schraubstock, Kabelbinder, ein ofenfestes Thermometer, eine Stoppuhr und eine Küche Ofen.
Kalibrieren Sie die Dioden, indem Sie sie zuerst an eine Schwachstrom-Batteriestromquelle anschließen und dann einstellen bei niedriger Temperatur - bis zu 170 Grad - in den Ofen geben, bis sie alle gleich sind Temperatur. Stecken Sie den Lötkolben ein, um ihn aufzuheizen, und berühren Sie nach Erreichen der Temperatur eine Sekunde lang eine der Dioden, und notieren Sie dann mit dem Multimeter alle Änderungen der Spannungsanzeige.
Wiederholen Sie diesen Vorgang für jede Diode. Ändern Sie im nächsten Schritt die Zeitdauer, in der die Lötpistole die Diode berührt, und messen Sie die Ergebnisse mit dem Multimeter. Beachten Sie, wie lange es dauert, bis jede Diode eine Temperatur erreicht, bei der sie keine Spannungsanzeige mehr liefert. Notieren Sie Ihre Ergebnisse und präsentieren Sie sie als wissenschaftliches Projekt zusammen mit visuellen Hilfsmitteln.
