Les projets scientifiques qui impliquent l'électronique offrent des moyens passionnants et intéressants d'en apprendre davantage sur l'électricité. Ces types de projets pratiques permettent aux étudiants d'en apprendre davantage sur l'une des plus grandes forces alimentant le monde moderne. Les expériences scientifiques axées sur l'électricité sont simples ou complexes, selon l'échelle du modèle ou d'autres objets en cours de construction et les types de matériaux nécessaires.
Les élèves du primaire peuvent ajouter des composants électriques à des sculptures en argile à modeler en utilisant des techniques simples et de l'argile conductrice d'électricité disponible en ligne ou dans les magasins de loisirs. Pour les collégiens et lycéens, des projets plus complexes peuvent être appropriés, comme la construction leur propre moteur simple ou en enregistrant combien de temps il faut pour que les diodes cessent de fonctionner lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées Chauffer.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les élèves de tous âges peuvent en apprendre davantage sur l'électricité de manière pratique en réalisant un projet scientifique axé sur l'électricité. Les élèves du primaire peuvent ajouter du mouvement et des lumières aux sculptures en argile à modeler, les collégiens peuvent construire les leurs les moteurs simples et les lycéens peuvent mesurer combien de temps il faut aux diodes pour s'arrêter de fonctionner lorsqu'elles sont élevées à un niveau élevé températures.
Élèves du primaire -- Projet de pâte à modeler électrique
L'idée d'ajouter du mouvement ou des lumières aux sculptures en argile à modeler est susceptible d'enthousiasmer les élèves du primaire. Ce projet offre aux étudiants un moyen intéressant d'acquérir une compréhension de base des circuits électriques simples, parallèles et en série, ainsi que de créer un projet qu'ils aiment présenter à leurs pairs. Pour ce projet, les élèves peuvent acheter un kit de pâte à modeler électrique, disponible en ligne ou dans un magasin de bricolage. Ces kits comprennent généralement des piles, un bloc-piles, des lumières LED, des buzzers, un petit moteur et des recettes pour fabriquer de la pâte à modeler conductrice et isolante à partir des ingrédients de la cuisine. (Voir Ressources)
Démarrez le projet en suivant la recette pour faire les deux versions différentes d'argile. Insérez les piles dans le bloc-piles, ce qui permet de créer un circuit en utilisant les deux types d'argile. Faire deux morceaux d'argile conductrice et un morceau d'argile isolante. Collez les trois morceaux d'argile avec l'argile isolante au milieu. Collez chaque tige métallique attachée aux fils individuels de la batterie - un rouge et un noir - dans chacun des morceaux d'argile conductrice, puis choisissez une lumière LED dans le kit.
La lumière doit avoir deux fils sortant de sa base, appelés fils. Collez le fil le plus long, le fil positif ou rouge, dans le morceau d'argile conductrice qui contient déjà un fil rouge provenant de la batterie. Insérez le fil le plus court de la lumière dans le morceau de pâte à modeler avec le fil noir de la batterie. La LED ne s'allumera pas si vous associez les fils avec les mauvais fils. Allumez la batterie pour allumer la lumière LED.
Vous pouvez maintenant expérimenter avec le moteur, les buzzers et les autres équipements du kit. Essayez de modeler l'argile sous différentes formes ou d'ajouter du mouvement avec des lumières. Notez les effets des différentes formes d'argile sur le succès des circuits. Présentez vos découvertes, ainsi qu'au moins un modèle d'argile électrique réussi, en tant que projet scientifique.
Élèves de niveau intermédiaire -- Projet de générateur de moteur électrique
Avec seulement quelques matériaux simples, les collégiens, qui maîtrisent déjà les règles de base de l'électricité, peuvent construire leur propre groupe électrogène fonctionnel. Les élèves peuvent observer comment de petits changements affectent la rotation du moteur et expérimenter pour voir à quelle vitesse ils peuvent faire tourner le moteur.
Pour ce projet, les élèves auront besoin d'un kit de moteur simple, comme ceux disponibles en ligne ou dans un magasin de modélisme ou de passe-temps. Ces kits comprennent généralement du fil magnétique, des trombones, des aimants en néodyme, une boussole et du papier de verre, ainsi que du matériel de montage. En plus de ces fournitures, les élèves auront également besoin de ciseaux, d'un petit goujon (comme le capuchon d'un marqueur), d'une règle, d'un morceau de carton de 2 x 3 pouces, de ruban isolant et d'une pile C.
À l'aide du matériel ci-dessus, les élèves enroulent le fil autour du petit goujon pour créer un électro-aimant, avec des axes (longueurs de fil droit non enroulé) de chaque côté. Le revêtement isolant électrique du fil doit être retiré des extrémités des axes. Fabriquez les supports d'essieu à partir des trombones et collez-les à la batterie. Empilez trois aimants en néodyme sur la batterie et équilibrez l'électro-aimant au-dessus des supports, ce qui fait tourner l'électro-aimant.
Après avoir construit le moteur, les élèves peuvent expérimenter en ajoutant ou en retirant des aimants et en voyant comment leur boussole réagit aux différentes modifications apportées au moteur. Les élèves doivent présenter leurs découvertes, ainsi que le moteur fini lui-même, en tant que projet scientifique. Les vidéos des différentes configurations de moteur constituent un bon ajout au projet fini.
Lycéens -- Projet de diodes surchauffées
Ce projet nécessite que le participant ait de l'expérience avec l'électronique. Il nécessite également un équipement spécialisé dans les magasins d'électronique et quelques précautions de sécurité de base, ce qui signifie que ce projet fonctionne mieux pour les élèves du secondaire.
Ce projet se concentre sur l'électronique et la chaleur. Lors de la construction d'un circuit électronique avec un fer à souder, les fils deviennent très chauds. L'objectif de ce projet est de déterminer combien de temps il faut pour qu'un dispositif semi-conducteur surchauffe. Pour le déterminer, les élèves ont besoin de 10 diodes 1N4001, d'une pile 9 volts et de pinces, d'un multimètre numérique, de 10 résistances 1 M 1, de plusieurs de courtes longueurs de fil, un fer à souder, une soudure sans plomb, un petit étau, des attaches métalliques, un thermomètre allant au four, un chronomètre et une cuisine four.
Calibrez les diodes en les connectant d'abord à une source d'alimentation de batterie à faible courant, puis en réglant les dans le four à basse température - jusqu'à 170 degrés - jusqu'à ce qu'ils aient tous la même Température. Branchez le fer à souder pour le chauffer et après avoir atteint la température, touchez-le à l'une des diodes pendant une seconde, puis notez tout changement dans la lecture de la tension avec le multimètre.
Répétez ce processus pour chaque diode. À l'étape suivante, modifiez la durée pendant laquelle le pistolet à souder touche la diode et mesurez les résultats avec le multimètre. Notez combien de temps il faut avant que chaque diode atteigne une température où elle ne donne plus de lecture de tension. Prenez note de vos découvertes et présentez-les comme un projet scientifique, avec des aides visuelles.