Elektroniikkaan liittyvät tiedeprojektit tarjoavat jännittäviä ja mielenkiintoisia tapoja oppia sähköstä. Tämäntyyppiset käytännön hankkeet antavat opiskelijoille mahdollisuuden oppia yhdestä suurimmista voimista, jotka hallitsevat modernia maailmaa. Sähkökeskeiset tieteelliset kokeet ovat joko yksinkertaisia tai monimutkaisia, riippuen rakennettavan mallin tai muiden kohteiden mittakaavasta ja tarvittavien materiaalien tyypistä.
Ala-asteen oppilaat voivat lisätä saviveistosten mallintamiseen sähkökomponentteja yksinkertaisilla tekniikoilla ja sähköä johtavalla savella, joita on saatavana verkossa tai harrastekaupoissa. Keski- ja lukiolaisille voi olla tarkoituksenmukaisempia hankkeita, kuten rakentaminen omalla yksinkertaisella moottorillaan tai nauhoittamalla, kuinka kauan diodit lakkaavat toimimasta korkeille altistuksissa lämpöä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Kaikenikäiset opiskelijat voivat oppia sähköstä käytännön tavalla suorittamalla sähkökeskeisen tiedeprojektin. Ala-asteen oppilaat voivat lisätä liikettä ja valoja saviveistosten mallintamiseen, yläasteen oppilaat voivat rakentaa omia yksinkertaiset moottorit ja lukiolaiset voivat mitata, kuinka kauan diodien kuluminen pysähtyy, kun ne nostetaan korkealle lämpötiloissa.
Ala-asteen opiskelijat - sähköinen mallinnus saviprojekti
Ajatus liikkeen tai valojen lisäämisestä saviveistosten mallintamiseen todennäköisesti innostaa ala-asteen opiskelijoita. Tämä projekti tarjoaa opiskelijoille mielenkiintoisen tavan saada perustiedot yksinkertaisista, rinnakkaisista ja sarjasähköpiireistä sekä luoda projektin, jota he nauttivat esittämisestä ikäisilleen. Tätä projektia varten opiskelijat voivat ostaa sähköisen mallinnussavipakkauksen, joka on saatavana verkossa tai harrastekaupasta. Tällaisiin sarjoihin kuuluu yleensä paristoja, akku, LED-valot, summerit, yksi pieni moottori ja reseptejä sekä johtavan että eristävän mallinnussavin valmistamiseksi keittiön ainesosista. (Katso resurssit)
Aloita projekti noudattamalla reseptiä saadaksesi kaksi eri versiota savesta. Aseta paristot akkuun, mikä mahdollistaa piirin luomisen molempia savea käyttävillä. Tee kaksi palaa johtavaa savea ja yksi erä eristävää savea. Kiinnitä kolme savipalaa keskelle eristävän saven kanssa. Kiinnitä kukin metalliputki, joka on kiinnitetty akun yksittäisiin johtimiin - yksi punainen ja yksi musta - jokaiseen johtavaan savipalaan, ja valitse sitten LED-valo sarjasta.
Valossa tulisi olla kaksi johtoa, jotka työntyvät ulos pohjasta, nimeltään johdot. Kiinnitä pidempi lyijy, positiivinen tai punainen lyijy johtavan saven möhkäleeseen, jossa on jo punainen lyijy akusta. Työnnä valon lyhyempi johto mallisavun möykkyyn pariston mustalla langalla. LED ei syty, jos pariliitokset johtimiin väärin. Kytke LED-valo päälle kytkemällä akku päälle.
Nyt voit kokeilla moottoria, summereja ja muita sarjassa olevia laitteita. Yritä muovata savi eri muotoisiksi tai lisätä liikettä yhdessä valojen kanssa. Ota huomioon vaikutukset, joita erilaiset savimuodot aiheuttavat piirien menestykseen. Esitä havainnot yhdessä ainakin yhden onnistuneen sähköisen savimallin kanssa tiedeprojektina.
Keskiasteen opiskelijat - sähkömoottorigeneraattoriprojekti
Vain muutamalla yksinkertaisella materiaalilla keskiasteen oppilaat, joilla on jo käsitys sähkön perussäännöistä, voivat rakentaa oman toiminnallisen moottorigeneraattorin. Opiskelijat voivat tarkkailla kuinka pienet muutokset vaikuttavat moottorin pyörimiseen, ja kokeilla kuinka nopeasti ne voivat saada moottorin käymään.
Tätä projektia varten opiskelijat tarvitsevat yksinkertaisen moottoripakkauksen, kuten ne, jotka ovat saatavilla verkossa tai malli- tai harrastekaupasta. Nämä sarjat sisältävät yleensä magneettilangan, paperiliittimet, neodyymimagneetit, kompassin ja hiekkapaperin sekä kiinnitystarvikkeet. Näiden tarvikkeiden lisäksi opiskelijat tarvitsevat myös saksia, pienen tapin (kuten korkin merkistä), viivaimen, 2 x 3 tuuman pahvipalan, sähköteipin ja C-pariston.
Edellä mainituilla materiaaleilla opiskelijat kierretään lanka pienen tapin ympärille sähkömagneetin luomiseksi, molemmilla puolilla akselit (suoran, kelaamattoman langan pituudet). Vaijerin sähköeristepinnoite on poistettava akselien päistä. Tee akselituet paperiliittimistä ja teipaa ne akkuun. Pinoa kolme neodyymimagneettia akkuun ja tasapainota sähkömagneetti tukien päällä, jolloin sähkömagneetti pyörii.
Moottorin rakentamisen jälkeen opiskelijat voivat kokeilla lisäämällä tai poistamalla magneetteja ja näkemällä, kuinka heidän kompassi reagoi moottoriin tehtyihin erilaisiin muutoksiin. Opiskelijoiden tulee esittää havainnot sekä itse valmis moottori tiedeprojektina. Videot eri moottorikokoonpanoista ovat hyvä lisä valmiiseen projektiin.
Lukion opiskelijat - ylikuumenemisdiodit-projekti
Tämä projekti vaatii osallistujalta kokemusta elektroniikasta. Se vaatii myös erikoislaitteita elektroniikkaliikkeistä ja joitain perusturvaohjeita, mikä tarkoittaa, että tämä projekti toimii parhaiten lukion opiskelijoille.
Tämä projekti keskittyy elektroniikkaan ja lämpöön. Kun rakennetaan elektroninen piiri juottimella, johtimet kuumenevat hyvin. Tämän projektin tavoitteena on selvittää, kuinka kauan puolijohdelaitteen ylikuumeneminen kestää. Tämän selvittämiseksi opiskelijat tarvitsevat 10 1N4001-diodia, 9 voltin akun ja akkuklipit, digitaalisen yleismittarin, 10 1 MΩ -vastuksen, useita lyhyet langanpituudet, juotin, lyijytön juote, pieni ruuvipuristin, vaijerit, uunille turvallinen lämpömittari, sekuntikello ja keittiö uuni.
Kalibroi diodit liittämällä ne ensin heikkovirtaiseen akkuvirtalähteeseen ja asettamalla sitten ne uunissa alhaisessa lämpötilassa - jopa 170 astetta - kunnes ne kaikki ovat samanlaisia lämpötila. Liitä juotin lämmittämään sitä ja kosketa sitä yhden sekunnin ajan sen jälkeen, kun se on saavuttanut lämpötilan, ja huomioi sitten kaikki jännitelukeman muutokset yleismittarilla.
Toista tämä prosessi jokaiselle diodille. Muuta seuraavassa vaiheessa, kuinka kauan juotin koskettaa diodia, ja mittaa tulokset yleismittarilla. Huomaa, kuinka kauan kestää, ennen kuin kukin diodi saavuttaa lämpötilan, jossa se ei enää anna jännitelukemaa. Kirjaa havaintosi ylös ja esitä ne tiedeprojektina yhdessä visuaalisten apuvälineiden kanssa.