Τα επιστημονικά έργα που περιλαμβάνουν ηλεκτρονικά προσφέρουν συναρπαστικούς και ενδιαφέροντες τρόπους για να μάθουν για την ηλεκτρική ενέργεια. Αυτοί οι τύποι πρακτικών έργων επιτρέπουν στους μαθητές να μάθουν για μια από τις μεγαλύτερες δυνάμεις που τροφοδοτούν τον σύγχρονο κόσμο. Τα επιστημονικά πειράματα με έμφαση στην ηλεκτρική ενέργεια είναι είτε απλά είτε πολύπλοκα, ανάλογα με την κλίμακα του μοντέλου ή άλλα αντικείμενα που κατασκευάζονται και τους τύπους των υλικών που χρειάζονται.
Οι μαθητές του δημοτικού σχολείου μπορούν να προσθέσουν ηλεκτρικά εξαρτήματα στη μοντελοποίηση γλυπτών από πηλό χρησιμοποιώντας απλές τεχνικές και ηλεκτρικό άργιλο που διατίθεται στο διαδίκτυο ή σε καταστήματα χόμπι. Για τους μαθητές της μέσης και της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης, πιο περίπλοκα έργα μπορεί να είναι κατάλληλα, όπως η κατασκευή το δικό τους απλό κινητήρα ή την καταγραφή του χρόνου που χρειάζεται για να σταματήσουν οι δίοδοι να λειτουργούν όταν εκτίθενται σε υψηλή θερμότητα.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Οι μαθητές όλων των ηλικιών μπορούν να μάθουν για την ηλεκτρική ενέργεια με πρακτικό τρόπο, συμπληρώνοντας ένα επιστημονικό έργο που εστιάζει στην ηλεκτρική ενέργεια. Οι μαθητές του δημοτικού σχολείου μπορούν να προσθέσουν κίνηση και φώτα στα μοντελοποιημένα πήλινα γλυπτά, οι μαθητές του γυμνασίου μπορούν να φτιάξουν τα δικά τους οι απλοί κινητήρες και οι μαθητές γυμνασίου μπορούν να μετρήσουν πόσο καιρό χρειάζονται οι δίοδοι για να σταματήσει να λειτουργεί όταν ανεβαίνουν στο υψηλό θερμοκρασίες.
Μαθητές Δημοτικού Σχολείου - Πρόγραμμα Ηλεκτρικής Μοντελοποίησης Πηλό
Η ιδέα της προσθήκης κίνησης ή φώτων στη μοντελοποίηση πήλινα γλυπτά είναι πιθανό να ενθουσιάσει τους μαθητές του δημοτικού σχολείου. Αυτό το έργο προσφέρει στους μαθητές έναν ενδιαφέροντα τρόπο να αποκτήσουν μια βασική κατανόηση των απλών, παράλληλων και σειρών ηλεκτρικών κυκλωμάτων, καθώς και να δημιουργήσουν ένα έργο που τους αρέσει να παρουσιάζουν στους συνομηλίκους τους. Για αυτό το έργο, οι μαθητές μπορούν να αγοράσουν ένα ηλεκτρικό κιτ πηλό μοντελοποίησης, διαθέσιμο στο διαδίκτυο ή από ένα κατάστημα χόμπι. Τέτοια κιτ περιλαμβάνουν συνήθως μπαταρίες, μπαταρία, φώτα LED, βομβητές, έναν μικρό κινητήρα και συνταγές για την κατασκευή αγώγιμου και μονωτικού πηλού μοντελοποίησης από συστατικά στην κουζίνα. (Δείτε πόρους)
Ξεκινήστε το έργο ακολουθώντας τη συνταγή για να φτιάξετε τις δύο διαφορετικές εκδόσεις πηλού. Τοποθετήστε τις μπαταρίες στη μπαταρία, η οποία επιτρέπει τη δημιουργία κυκλώματος χρησιμοποιώντας και τα δύο είδη πηλού. Φτιάξτε δύο κομμάτια αγώγιμου πηλού και ένα κομμάτι μονωτικού πηλού. Κολλήστε τα τρία κομμάτια από πηλό μαζί με τον μονωτικό πηλό στη μέση. Κολλήστε κάθε μεταλλική ράβδο που είναι προσαρτημένη στα μεμονωμένα καλώδια από τη μπαταρία - ένα κόκκινο και ένα μαύρο - σε κάθε ένα από τα αγώγιμα πηλό και μετά επιλέξτε ένα φως LED από το κιτ.
Το φως θα πρέπει να έχει δύο καλώδια να προεξέχουν από τη βάση του, που ονομάζονται καλώδια. Κολλήστε το μακρύτερο καλώδιο, το θετικό ή το κόκκινο μόλυβδο, στο κομμάτι του αγώγιμου πηλού που έχει ήδη ένα κόκκινο καλώδιο από την μπαταρία. Εισαγάγετε το μικρότερο καλώδιο από το φως στο κομμάτι του πηλού μοντελοποίησης με το μαύρο καλώδιο από την μπαταρία. Η λυχνία LED δεν θα ανάψει εάν συνδέσετε τα καλώδια με λάθος καλώδια. Ενεργοποιήστε την μπαταρία για να ανάψετε τη λυχνία LED.
Τώρα μπορείτε να πειραματιστείτε με τον κινητήρα, τους βομβητές και άλλο εξοπλισμό από το κιτ. Δοκιμάστε να διαμορφώσετε τον πηλό σε διαφορετικά σχήματα ή να προσθέσετε κίνηση μαζί με φώτα. Σημειώστε τα αποτελέσματα που δημιουργούν διαφορετικά σχήματα από πηλό στην επιτυχία των κυκλωμάτων. Παρουσιάστε τα ευρήματά σας, μαζί με τουλάχιστον ένα επιτυχημένο ηλεκτρικό πηλό μοντέλο, ως επιστημονικό έργο.
Φοιτητές μεσαίου βαθμού - Έργο ηλεκτρογεννήτρια
Με λίγα απλά υλικά, οι μαθητές του Γυμνασίου, που έχουν ήδη κατανοήσει τους βασικούς κανόνες ηλεκτρικής ενέργειας, μπορούν να κατασκευάσουν τη δική τους λειτουργική γεννήτρια κινητήρα. Οι μαθητές μπορούν να παρατηρήσουν πόσο μικρές αλλαγές επηρεάζουν την περιστροφή του κινητήρα και να πειραματιστούν για να δουν πόσο γρήγορα μπορούν να κάνουν τον κινητήρα να τρέξει.
Για αυτό το έργο, οι μαθητές θα χρειαστούν ένα απλό κιτ κινητήρα, όπως αυτά που διατίθενται στο διαδίκτυο ή από ένα μοντέλο ή κατάστημα χόμπι. Αυτά τα κιτ περιλαμβάνουν συνήθως μαγνητικό σύρμα, συνδετήρες, μαγνήτες νεοδυμίου, πυξίδα και γυαλόχαρτο, καθώς και υλικό στήριξης. Εκτός από αυτά τα αναλώσιμα, οι μαθητές θα χρειαστούν επίσης ψαλίδι, ένα μικρό πείρο (όπως το καπάκι από ένα μαρκαδόρο), ένα χάρακα, ένα χαρτόνι 2-επί-3-ιντσών, ηλεκτρική ταινία και μια μπαταρία C.
Χρησιμοποιώντας τα παραπάνω υλικά, οι μαθητές στριφογυρίζουν το σύρμα γύρω από τη μικρή πείρα για να δημιουργήσουν έναν ηλεκτρομαγνήτη, με άξονες (μήκη ίσου, μη περιτυλιγμένου καλωδίου) σε κάθε πλευρά. Η θερμομονωτική επίστρωση του καλωδίου πρέπει να αφαιρεθεί από τα άκρα των αξόνων. Φτιάξτε τα στηρίγματα άξονα από τα κλιπ χαρτιού και κολλήστε τα στην μπαταρία. Τοποθετήστε τρεις μαγνήτες νεοδυμίου στην μπαταρία και ισορροπήστε τον ηλεκτρομαγνήτη πάνω από τα στηρίγματα, προκαλώντας την περιστροφή του ηλεκτρομαγνήτη.
Μετά την κατασκευή του κινητήρα, οι μαθητές μπορούν να πειραματιστούν προσθέτοντας ή αφαιρώντας μαγνήτες και βλέποντας πώς αντιδρά η πυξίδα τους σε διαφορετικές αλλαγές που έγιναν στον κινητήρα. Οι μαθητές θα πρέπει να παρουσιάσουν τα ευρήματά τους, καθώς και τον τελικό κινητήρα, ως επιστημονικό έργο. Τα βίντεο από τις διάφορες διαμορφώσεις κινητήρα αποτελούν μια καλή προσθήκη στο ολοκληρωμένο έργο.
Μαθητές Λυκείου - Έργο Υπερθέρμανσης
Αυτό το έργο απαιτεί από τον συμμετέχοντα να έχει εμπειρία με τα ηλεκτρονικά. Απαιτεί επίσης εξειδικευμένο εξοπλισμό από καταστήματα ηλεκτρονικών ειδών και ορισμένες βασικές προφυλάξεις ασφαλείας, πράγμα που σημαίνει ότι αυτό το έργο λειτουργεί καλύτερα για μαθητές στο λύκειο.
Αυτό το έργο επικεντρώνεται στα ηλεκτρονικά και τη θερμότητα. Κατά την κατασκευή ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος με κολλητήρι, τα καλώδια θερμαίνονται πολύ. Ο στόχος αυτού του έργου είναι να προσδιορίσει πόσο καιρό χρειάζεται για να υπερθερμανθεί μια συσκευή ημιαγωγών. Για να το προσδιορίσουν αυτό, οι μαθητές χρειάζονται 10 διόδους 1N4001, μπαταρία 9 volt και κλιπ μπαταρίας, ψηφιακό πολύμετρο, αντιστάσεις 10 1 MΩ, αρκετές μικρά μήκη καλωδίου, κολλητήρι, κολλητήρι χωρίς μόλυβδο, μικρή μέγγενη, σύρμα, θερμόμετρο ασφαλείας φούρνου, χρονόμετρο και κουζίνα φούρνος.
Βαθμονομήστε τις διόδους συνδέοντάς τις πρώτα με μια πηγή ισχύος μπαταρίας χαμηλού ρεύματος και μετά ρυθμίζοντας τους στο φούρνο σε χαμηλή θερμοκρασία - έως 170 βαθμούς - έως ότου έχουν όλοι το ίδιο θερμοκρασία. Συνδέστε το κολλητήρι για να το θερμάνετε και αφού φτάσει στη θερμοκρασία, αγγίξτε το σε μία από τις διόδους για ένα δευτερόλεπτο και, στη συνέχεια, σημειώστε τυχόν αλλαγές στην ένδειξη τάσης με το πολύμετρο.
Επαναλάβετε αυτήν τη διαδικασία για κάθε δίοδο. Στο επόμενο βήμα, αλλάξτε το χρονικό διάστημα που το πιστόλι συγκόλλησης αγγίζει τη δίοδο και μετρήστε τα αποτελέσματα με το πολύμετρο. Σημειώστε πόσο καιρό χρειάζεται πριν από κάθε δίοδο να φτάσει σε θερμοκρασία όπου δεν δίνει πλέον ένδειξη τάσης. Σημειώστε τα ευρήματά σας και παρουσιάστε τα ως επιστημονικό έργο, μαζί με οπτικά βοηθήματα.