Znanstveni projekti na izolatorima i vodičima daju uvid u svojstva materije, poput električnog otpora. Pomoću niskonaponskog mjernog uređaja na baterije, nazvanog multimetar, možete sigurno testirati sve vrste materijali kako bi se utvrdilo jesu li vodiči ili izolatori - i naučili koje su vrste predmeta dobri primjeri svakog.
Alati i sigurnost
Za mjerenje vodiča i izolatora koristi se digitalni multimetar na baterije. Da biste ga koristili, postavite njegovo funkcijsko dugme na "Otpor" ili "Ohm;" ovo prikazuje vrlo male brojeve za vodiče i "beskonačnost" za izolatore. Dodirnite metalne sonde predmetu koji istražujete, ali izbjegavajte dodirivati sonde prstima - ako to učinite, vodljivost vašeg tijela dat će vam pogrešna očitanja. Kako biste osigurali sigurnost za sebe i druge, izbjegavajte testiranje bilo kakvih materijala ili komponenata koji su spojeni na kućansku utičnicu izmjenične struje. Na primjer, ne testirajte vodljivost žarulje koja je uključena u utičnicu.
Što čini najboljeg dirigenta?
Metali čine dobre vodiče, ali svi metali ne provode električnu energiju u jednakom stupnju. Nabavite duljine različitih vrsta metalnih žica, uključujući bakar, aluminij i čelik, i multimetrom provjerite otpor svake od njih. Električno lemljenje je još jedan metalni materijal sličan žici za mjerenje. Nemojte mjeriti žicu na kalemu; odmotajte nekoliko metara od njega i izmjerite nekoliko metara kao zaseban komad. Podijelite otpor svakog očitanja s duljinom u stopama da biste dobili konzistentne rezultate u jedinicama ohma po stopi. Ako je moguće, izmjerite nekoliko uzoraka svake vrste metala i pronađite prosjek za svaku vrstu. Izdvajaju li se jedan ili dva metala s najmanjom otpornošću? Koji su to metali?
Provodljivost i korozija
Rđa je kemijski postupak u kojem se kisik kombinira s metalom da bi se stvorio spoj; s tim da provodljivost metala postaje sve slabija i njegov otpor se povećava. Nabavite željeznu žicu u željezariji i izrežite je na jednake duljine stope ili dvije. Izmjerite otpor svake dužine i zapišite rezultate, zajedno s vremenom i datumom. Pripremite otopinu slane vode miješanjem 10 grama soli s 200 mililitara vode. Stavite komade žice na papirnati ručnik i pospite ih smjesom slane vode. Jednom dnevno u isto vrijeme izmjerite otpor svake žice i zapišite vrijeme i mjerenje. Nastavite postupak nekoliko dana. Napravite grafikon otpora vs. vrijeme i zabilježite kako se otpor željeza mijenja. Možete li dati opću izjavu o tome kako korozija utječe na sposobnost metala da provodi električnu energiju?
Dirigent ili izolator?
Sastavite brojne predmete za kućanstvo, poput aluminijske limenke, olovke, gumice, novčića, papirnatog ručnika i drugih predmeta. Svaki zabilježite na papir i izmjerite njegov otpor multimetrom. Ako je moguće, nabavite neke mehaničke olovke za olovke i izmjerite i njihov otpor. Ako je mjerenje otpora nekoliko ohma ili manje, u bilješke napišite "vodič"; ako je otpor vrlo velik ili "beskonačnost", napišite "izolator". Za one koji padnu između toga napišite „neki otpornost." Razmislite o materijalu od kojeg je svaki objekt napravljen i izvucite neke zaključke o tome što čini dobar dirigent ili izolator.