Elektroonikat hõlmavad teadusprojektid pakuvad põnevaid ja huvitavaid võimalusi elektrienergia tundmaõppimiseks. Seda tüüpi praktilised projektid võimaldavad õpilastel õppida tundma üht suurimat jõudu, mis võimendab tänapäeva maailma. Elektrile keskenduvad teaduskatsed on kas lihtsad või keerukad, sõltuvalt ehitatava mudeli või muude objektide ulatusest ja vajalike materjalide tüüpidest.
Põhikooliõpilased saavad saviskulptuuride modelleerimiseks lisada elektrilisi komponente, kasutades lihtsaid tehnikaid ja elektrit juhtivat savi, mis on saadaval veebis või huvipoodides. Kesk- ja keskkooliõpilastele võivad sobida keerukamad projektid, näiteks ehitamine omaenda lihtsat mootorit või salvestades, kui kaua kulub dioodide töö lõpetamiseks kõrge kokkupuute korral kuumus.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Igas vanuses õpilased saavad elektrit tundma õppida, täites elektrile keskendunud teadusprojekti. Põhikooliõpilased saavad saviskulptuuride modelleerimisele lisada liikumist ja tulesid, keskkooliõpilased saavad ise ehitada lihtsad mootorid ja keskkooliõpilased saavad mõõta, kui kaua võtab dioodide töö lõpetamine, kui need tõstetakse kõrgele temperatuurid.
Põhikooliõpilased - savi elektriline modelleerimine
Idee lisada saviskulptuuride modelleerimisele liikumist või tulesid erutab tõenäoliselt algklasside õpilasi. See projekt pakub õpilastele huvitavat viisi lihtsate, paralleelsete ja järjestikuste elektriskeemide põhiteadmiste omandamiseks ning projekti loomiseks, mida nad oma kaaslastele hea meelega esitlevad. Selle projekti jaoks saavad õpilased osta elektrilise modelleerimiskomplekti, mis on saadaval veebis või hobipoest. Sellised komplektid sisaldavad tavaliselt patareisid, akupaketti, LED-tulesid, sumisejaid, ühte väikest mootorit ja retsepte köögis leiduvatest koostisosadest nii juhtiva kui ka isoleeriva voolimissavi valmistamiseks. (Vt ressursse)
Alustage projekti, järgides savi kahe erineva versiooni valmistamiseks retsepti. Sisestage patareid akupaketti, mis võimaldab luua vooluahelat, kasutades mõlemat tüüpi savi. Tehke kaks tükki juhtivat savi ja üks tükike isoleerivat savi. Kleepige kolm savitükki koos keskel oleva isoleeriva saviga. Torgake kõik akupaketi üksikute juhtmete külge kinnitatud metallvardad - üks punane ja üks must - juhtivatesse savitükkidesse, seejärel valige komplektist LED-tuli.
Valguse alusest peaks välja paistma kaks juhtet, mida nimetatakse juhtmeteks. Pistke pikem plii, positiivne või punane plii juhtiva savi klompi, milles on akust juba punane plii. Sisestage lühem valguskaabel patarei mustast traadist modelleerimissõlme. LED ei sütti, kui ühendate juhtmed valede juhtmetega. LED-valguse sisselülitamiseks lülitage aku sisse.
Nüüd saate katsetada komplektis olevat mootorit, sumiseid ja muid seadmeid. Proovige savi eri vormidesse vormida või lisage liikumine koos tuledega. Pange tähele efekte, mida erinevad savikujud avaldavad ahelate edukusele. Esitage oma leiud koos vähemalt ühe eduka elektrisavimudeliga teadusprojektina.
Keskastme õpilased - elektrimootorite generaatori projekt
Vaid mõne lihtsa materjali abil saavad keskkooliõpilased, kes on juba aru saanud elektri põhireeglitest, ehitada oma funktsionaalse mootorigeneraatori. Õpilased saavad jälgida, kuidas väikesed muutused mõjutavad mootori pöörlemist, ja katsetada, kui kiiresti nad mootori tööle saavad panna.
Selle projekti jaoks vajavad õpilased lihtsat mootorikomplekti, näiteks neid, mis on saadaval veebis või mudeli- või huvipoest. Need komplektid sisaldavad tavaliselt magnettraati, kirjaklambreid, neodüümmagneete, kompassi ja liivapaberit, samuti kinnitusdetaile. Lisaks neile tarvikutele vajavad õpilased ka kääre, väikest tüüblit (näiteks markeri kork), joonlauda, 2–3-tollist papitükki, elektrilinti ja C-patareid.
Kasutades ülaltoodud materjale, keeravad õpilased traadi ümber väikese tüübli, et luua elektromagnet, mille mõlemal küljel on teljed (sirge, mähiseta traadi pikkused). Telgede otstest tuleb eemaldada traadi elektrit isoleeriv kate. Tehke kirjaklambritest teljetuged ja kleepige need aku külge. Laadige akule kolm neodüümmagnetit ja tasakaalustage elektromagnet tugede kohal, põhjustades elektromagneti pöörlemist.
Pärast mootori ehitamist saavad õpilased katsetada, lisades või eemaldades magneteid ja nähes, kuidas nende kompass reageerib mootoris tehtud erinevatele muudatustele. Õpilased peaksid teadusprojektina esitama nii oma leiud kui ka valmis mootori enda. Erinevate mootorikonfiguratsioonide videod annavad valmis projektile hea täienduse.
Keskkooliõpilased - dioodide ülekuumenemise projekt
See projekt nõuab osalejalt elektroonikakogemust. See nõuab ka elektroonikakaupluste erivarustust ja mõningaid põhilisi ohutusabinõusid, mis tähendab, et see projekt sobib kõige paremini keskkooliõpilastele.
See projekt keskendub elektroonikale ja soojusele. Jootekolbiga elektroonilise vooluahela ehitamisel lähevad juhtmed väga kuumaks. Selle projekti eesmärk on kindlaks teha, kui kaua kulub pooljuhtseadme ülekuumenemisele. Selle kindlakstegemiseks vajavad õpilased 10 1N4001 dioodi, 9-voldist akut ja akuklambreid, digitaalset multimeetrit, 10 1 MΩ takistit, mitut lühikesed traadipikkused, jootekolb, pliivaba jootetera, väike piik, traadisidemed, ahjus ohutu termomeeter, stopper ja köök ahi.
Kalibreerige dioodid, ühendades need kõigepealt nõrkvoolu aku toiteallikaga ja seejärel seadistades neid ahjus madalal temperatuuril - kuni 170 kraadi -, kuni neil kõigil on sama temperatuur. Ühendage selle soojendamiseks jootekolb ja ühendage pärast temperatuuri saavutamist ühe sekundi jooksul ühte dioodi, seejärel märkige multimeetri abil kõik pinge näidu muutused.
Korrake seda protsessi iga dioodi jaoks. Järgmises etapis muutke jootmispüstoli dioodi puudutamise aega ja mõõtke tulemusi multimeetriga. Pange tähele, kui kaua kulub, enne kui iga diood jõuab temperatuurini, kus see enam pingenäitu ei anna. Pange oma järeldused teadmiseks ja esitage need koos visuaalsete abivahenditega teadusprojektina.