Los seres humanos han usado la energía del agua durante miles de años, pero el descubrimiento de cómo aprovechar la energía eléctrica a través de generadores eléctricos a fines del siglo XIX dio lugar a la electricidad generada por el agua. Las represas hidroeléctricas alimentan hogares, escuelas, fábricas y negocios mediante la rotación de grandes turbinas que producen electricidad. Un estudiante de quinto grado que esté interesado en recursos energéticos verdes puede construir un hidrogenerador en miniatura para un proyecto científico con electricidad generada por agua.
Investigar
Los buenos científicos comienzan por descubrir lo que ya descubrieron otros científicos antes que ellos. Lea libros, artículos y estudios sobre la historia de la energía hidráulica y la ciencia detrás de la electricidad generada por agua. Formule una pregunta como "¿Cuántos voltios de electricidad se necesitan para hacer funcionar una carga pequeña, como una bombilla o un reloj de viaje?" o "¿Qué intensidad de corriente produce un solo rotor?"
Hipótesis
Teniendo en cuenta su investigación, haga una suposición fundamentada en cuanto a la respuesta a su pregunta. Escriba una hipótesis como, "Un motor de CC de 3 voltios producirá suficiente carga eléctrica para iluminar una bombilla de luz en miniatura ". Exprese la hipótesis en términos mensurables que pueda probar o refutar con pruebas.
Procedimiento de prueba
Construya un generador de agua y conéctelo a un multímetro o una bombilla pequeña (u otra carga de bajo voltaje) para comparar sus resultados con su hipótesis. Toma fotografías o videos de cada etapa. Un diseño de generador simple es deslizar un cilindro de corcho en el brazo giratorio de un motor de pasatiempo de CC de bajo voltaje (disponible en tiendas de pasatiempos). Rompa los extremos de la pala de varias cucharas de plástico y empuje los extremos romos hacia los lados del corcho para formar una turbina. Asegure el motor a un extremo de una varilla de madera como mango, dejando que la cuchilla giratoria cuelgue por debajo del borde inferior. Conecte los cables de la pinza de cocodrilo al motor y un multímetro o una carga pequeña. Encienda el motor y baje la cuchilla en un recipiente con agua, manteniendo el cuerpo del motor por encima de la línea de flotación. Lea la salida de voltaje en el multímetro o verifique si la carga está funcionando. También puede intentar conectar varias turbinas accionadas por motor para averiguar cuántos voltios puede producir con una cadena de generadores o cuántos voltios se necesitan para hacer funcionar otras cargas. Para los estudiantes que desean un desafío mayor, Green Learning Canada proporciona instrucciones detalladas sobre cómo hacer un diseño de hidrogenerador más complicado.
Resultados
Compare los resultados con la hipótesis. Haga tablas y gráficos de los datos de las pruebas. Determina si probaste o desmentiste tu hipótesis. Escriba un resumen de la investigación de antecedentes, la pregunta, la hipótesis, las pruebas y la explicación científica de los resultados. Organice las imágenes, tablas, gráficos y resúmenes escritos de manera ordenada en orden cronológico en una cartelera de exhibición de tres partes de la feria de ciencias. Configure una demostración de su experimento en su mesa de exhibición o muestre un video del proceso de prueba en la feria de ciencias.
