Znanstveni projekti koji uključuju elektroniku nude uzbudljive i zanimljive načine za učenje o električnoj energiji. Ovakve vrste praktičnih projekata omogućavaju studentima da nauče o jednoj od najvećih sila koje pokreću suvremeni svijet. Znanstveni eksperimenti usmjereni na električnu energiju jednostavni su ili složeni, ovisno o mjerilu modela ili drugih objekata koji se grade i vrstama potrebnih materijala.
Učenici osnovne škole mogu dodati električne komponente u modeliranje glinenih skulptura pomoću jednostavnih tehnika i gline za provođenje električne energije dostupne na mreži ili u hobi trgovinama. Za srednjoškolce i srednjoškolce mogu biti prikladniji složeniji projekti, poput gradnje njihov vlastiti jednostavni motor ili bilježe koliko je potrebno da diode prestanu raditi kada su izložene visokim temperaturama toplina.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Studenti svih dobnih skupina mogu praktično naučiti o električnoj energiji dovršavanjem znanstvenog projekta usmjerenog na električnu energiju. Učenici osnovne škole mogu dodati kretanje i svjetla modeliranju skulptura od gline, učenici srednje škole mogu sami graditi jednostavni motori i srednjoškolci mogu izmjeriti koliko je potrebno da diode prestanu raditi kad su podignute na visoku razinu temperaturama.
Učenici osnovnih škola - projekt gline za električno modeliranje
Ideja o dodavanju pokreta ili svjetla modeliranju skulptura od gline vjerojatno će oduševiti učenike osnovnih škola. Ovaj projekt studentima nudi zanimljiv način da steknu osnovno razumijevanje jednostavnih, paralelnih i serijskih električnih krugova, kao i da stvore projekt koji uživaju predstaviti svojim vršnjacima. Za ovaj projekt studenti mogu kupiti električni komplet od gline za modeliranje, dostupan na mreži ili u hobi trgovini. Takvi setovi obično uključuju baterije, paket baterija, LED svjetla, zujalice, jedan mali motor i recepte za izradu provodljive i izolacijske gline za modeliranje od sastojaka u kuhinji. (Vidi resurse)
Započnite projekt slijedeći recept kako biste napravili dvije različite verzije gline. Umetnite baterije u paket baterija, koji omogućuje stvaranje kruga pomoću obje vrste gline. Napravite dvije grude provodne gline i jednu grudu izolacijske gline. Tri glinene grudice zalijepite u izolacijsku glinu u sredinu. Zalijepite svaku metalnu šipku pričvršćenu na pojedinačne žice iz paketa baterija - jednu crvenu i jednu crnu - u svaku od provodnih glinenih grudica, a zatim odaberite LED svjetlo iz kompleta.
Svjetlo bi trebalo imati dvije žice koje vire iz osnove, zvane elektrode. Duži kabel, pozitivni ili crveni kabel, zalijepite u grudu provodne gline koja u sebi već ima crveni kabel iz baterije. Umetnite kraći kabel od svjetla u grudu gline za modeliranje crnom žicom od baterije. LED dioda neće svijetliti ako uparite kabele s pogrešnim žicama. Uključite bateriju da biste uključili LED svjetlo.
Sada možete eksperimentirati s motorom, zujalicama i drugom opremom iz kompleta. Pokušajte oblikovati glinu u različite oblike ili dodati kretanje zajedno sa svjetlima. Zabilježite učinke koje različiti oblici gline imaju na uspjeh strujnih krugova. Predstavite svoja otkrića, zajedno s barem jednim uspješnim modelom električne gline, kao znanstveni projekt.
Učenici srednjih razreda - projekt generatora električnih motora
Uz samo nekoliko jednostavnih materijala, srednjoškolci, koji već poznaju osnovna pravila o električnoj energiji, mogu izgraditi vlastiti funkcionalni generator motora. Studenti mogu promatrati kako male promjene utječu na rotaciju motora i eksperimentirati kako bi vidjeli koliko brzo mogu pokrenuti motor.
Za ovaj projekt studentima će trebati jednostavan motorni komplet, kakav je dostupan na mreži ili u prodavaonici modela ili hobija. Ti setovi obično uključuju magnetnu žicu, spajalice, neodimijske magnete, kompas i brusni papir, kao i montažni hardver. Uz ove potrepštine, studentima će trebati i škare, mali kolut (poput kapice od markera), ravnalo, komad kartona veličine 2 x 3 inča, električna traka i C baterija.
Koristeći gornje materijale, učenici namotavaju žicu oko malog tipla kako bi stvorili elektromagnet s osovinama (duljine ravne, nenamotane žice) sa svake strane. Električni izolacijski premaz žice mora se ukloniti s krajeva osovina. Napravite nosače osovina od spajalica i zalijepite ih na bateriju. Stavite tri neodimijska magneta na bateriju i uravnotežite elektromagnet na nosačima, što dovodi do vrtnje elektromagneta.
Nakon izrade motora, studenti mogu eksperimentirati dodavanjem ili uklanjanjem magneta te viđenjem kako njihov kompas reagira na različite promjene na motoru. Studenti bi svoja saznanja, kao i sam gotov motor trebali predstaviti kao znanstveni projekt. Videozapisi različitih konfiguracija motora dobar su dodatak završenom projektu.
Srednjoškolci - Projekt pregrijavanja dioda
Ovaj projekt zahtijeva da sudionik ima iskustva s elektronikom. Također je potrebna specijalizirana oprema iz trgovina elektronikom i neke osnovne sigurnosne mjere predostrožnosti, što znači da ovaj projekt najbolje funkcionira za učenike u srednjoj školi.
Ovaj se projekt fokusira na elektroniku i toplinu. Kada gradite elektronički sklop pomoću lemilice, vodovi se jako zagrijavaju. Cilj ovog projekta je utvrditi koliko je vremena potrebno da se poluvodički uređaj pregrije. Da bi to utvrdili, studentima trebaju 10 1N4001 dioda, 9-voltna baterija i kopče za baterije, digitalni multimetar, otpornici od 10 MΩ, nekoliko kratke dužine žice, lemilice, bezolovno lemljenje, mali škripac, žičane kravate, termometar siguran za pećnicu, štoperica i kuhinja pećnica.
Kalibrirajte diode tako da ih prvo spojite na izvor napajanja iz slabe struje, a zatim podesite ih u pećnici na niskoj temperaturi - do 170 stupnjeva - dok svi nemaju isto temperatura. Priključite lemilicu da se zagrije i nakon što dosegne temperaturu, dodirnite je jednu sekundu na jednoj od dioda, a zatim primijetite sve promjene u očitanju napona s multimetrom.
Ponovite ovaj postupak za svaku diodu. U sljedećem koraku promijenite vremensko razdoblje dok pištolj za lemljenje dodirne diodu i izmjerite rezultate multimetrom. Imajte na umu koliko treba vremena prije nego što svaka dioda dosegne temperaturu na kojoj više ne daje očitanje napona. Zabilježite svoja otkrića i predstavite ih kao znanstveni projekt, zajedno s vizualnim pomagalima.