I progetti scientifici che coinvolgono l'elettronica offrono modi interessanti e interessanti per conoscere l'elettricità. Questi tipi di progetti pratici consentono agli studenti di conoscere una delle più grandi forze che alimentano il mondo moderno. Gli esperimenti scientifici incentrati sull'elettricità sono semplici o complessi, a seconda della scala del modello o di altri oggetti in costruzione e dei tipi di materiali necessari.
Gli studenti delle scuole elementari possono aggiungere componenti elettrici alla modellazione di sculture di argilla utilizzando tecniche semplici e argilla conduttrice di elettricità disponibile online o nei negozi di hobby. Per gli studenti delle scuole medie e superiori, possono essere appropriati progetti più complessi, come l'edilizia il proprio motore semplice o la registrazione di quanto tempo impiegano i diodi a smettere di funzionare quando esposti ad alte calore.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Gli studenti di tutte le età possono apprendere l'elettricità in modo pratico completando un progetto scientifico incentrato sull'elettricità. Gli studenti delle scuole elementari possono aggiungere movimento e luci alla modellazione di sculture in argilla, gli studenti delle scuole medie possono costruire le proprie i motori semplici e gli studenti delle scuole superiori possono misurare quanto tempo impiegano i diodi a smettere di funzionare quando vengono alzati al massimo temperature.
Studenti della scuola elementare - Progetto di modellazione elettrica dell'argilla
L'idea di aggiungere movimento o luci alla modellazione di sculture in argilla rischia di entusiasmare gli studenti delle scuole elementari. Questo progetto offre agli studenti un modo interessante per acquisire una comprensione di base dei circuiti elettrici semplici, paralleli e in serie, oltre a creare un progetto che amano presentare ai loro coetanei. Per questo progetto, gli studenti possono acquistare un kit di plastilina elettrico, disponibile online o in un negozio di hobby. Tali kit di solito includono batterie, un pacco batterie, luci a LED, cicalini, un piccolo motore e ricette per realizzare argilla da modellare sia conduttiva che isolante dagli ingredienti in cucina. (Vedi risorse)
Inizia il progetto seguendo la ricetta per realizzare le due diverse versioni di argilla. Inserire le batterie nel pacco batterie, che consente la creazione di un circuito utilizzando entrambi i tipi di argilla. Fai due pezzi di argilla conduttiva e un pezzo di argilla isolante. Attacca i tre pezzi di argilla insieme con l'argilla isolante nel mezzo. Attacca ogni asta di metallo attaccata ai singoli fili dal pacco batteria - uno rosso e uno nero - in ciascuno dei grumi di argilla conduttiva, quindi scegli una luce LED dal kit.
La luce dovrebbe avere due fili che sporgono dalla sua base, chiamati cavi. Attacca il cavo più lungo, il cavo positivo o rosso, nel pezzo di argilla conduttrice che ha già un cavo rosso dalla batteria. Inserisci il cavo più corto della luce nel pezzo di plastilina con il filo nero della batteria. Il LED non si accenderà se si accoppiano i cavi con i cavi sbagliati. Accendere il pacco batteria per accendere la luce LED.
Ora puoi sperimentare con il motore, i cicalini e le altre apparecchiature del kit. Prova a modellare l'argilla in forme diverse o ad aggiungere movimento insieme alle luci. Prendi nota degli effetti che le diverse forme di argilla producono sul successo dei circuiti. Presenta le tue scoperte, insieme ad almeno un modello elettrico in argilla di successo, come progetto scientifico.
Studenti di scuola media -- Progetto generatore di motore elettrico
Con pochi e semplici materiali, gli studenti delle scuole medie, che già conoscono le regole base dell'elettricità, possono costruire il proprio motogeneratore funzionale. Gli studenti possono osservare come piccoli cambiamenti influenzano la rotazione del motore e sperimentare per vedere quanto velocemente possono far funzionare il motore.
Per questo progetto, gli studenti avranno bisogno di un semplice kit motore, come quelli disponibili online o da un negozio di modelli o hobby. Questi kit di solito includono filo smaltato, graffette, magneti al neodimio, una bussola e carta vetrata, nonché hardware di montaggio. Oltre a queste forniture, gli studenti avranno anche bisogno di forbici, un piccolo tassello (come il cappuccio di un pennarello), un righello, un pezzo di cartone da 2 x 3 pollici, nastro isolante e una batteria C.
Usando i materiali di cui sopra, gli studenti arrotolano il filo attorno al piccolo tassello per creare un elettromagnete, con assi (lunghezze di filo dritto e non arrotolato) su ciascun lato. Il rivestimento isolante elettrico del cavo deve essere rimosso dalle estremità degli assi. Crea i supporti dell'asse dalle graffette e fissali con del nastro adesivo alla batteria. Impila tre magneti al neodimio sulla batteria e bilancia l'elettromagnete sopra i supporti, facendo ruotare l'elettromagnete.
Dopo aver costruito il motore, gli studenti possono sperimentare aggiungendo o rimuovendo magneti e osservando come reagisce la loro bussola alle diverse modifiche apportate al motore. Gli studenti dovrebbero presentare i loro risultati, così come il motore finito stesso, come progetto scientifico. I video delle diverse configurazioni del motore costituiscono una buona aggiunta al progetto finito.
Studenti delle scuole superiori -- Progetto diodi di surriscaldamento
Questo progetto richiede che il partecipante abbia esperienza con l'elettronica. Richiede anche attrezzature specializzate dai negozi di elettronica e alcune precauzioni di sicurezza di base, il che significa che questo progetto funziona meglio per gli studenti delle scuole superiori.
Questo progetto si concentra su elettronica e calore. Quando si costruisce un circuito elettronico con un saldatore, i cavi diventano molto caldi. L'obiettivo di questo progetto è determinare quanto tempo impiega un dispositivo a semiconduttore a surriscaldarsi. Per determinarlo, gli studenti hanno bisogno di 10 diodi 1N4001, una batteria da 9 volt e clip per batteria, un multimetro digitale, 10 resistori da 1 MΩ, diversi fili corti, un saldatore, una saldatura senza piombo, una piccola morsa, fascette, un termometro da forno, un cronometro e una cucina forno.
Calibrare i diodi collegandoli prima a una fonte di alimentazione a batteria a bassa corrente e quindi impostando in forno a bassa temperatura -- fino a 170 gradi -- fino a quando non avranno tutte uguali temperatura. Collega il saldatore per riscaldarlo e quando raggiunge la temperatura, toccalo su uno dei diodi per un secondo, quindi annota eventuali cambiamenti nella lettura della tensione con il multimetro.
Ripetere questo processo per ogni diodo. Nella fase successiva, modifica la durata del contatto della pistola saldante con il diodo e misura i risultati con il multimetro. Nota quanto tempo ci vuole prima che ogni diodo raggiunga una temperatura in cui non fornisce più una lettura di tensione. Prendi nota delle tue scoperte e presentale come un progetto scientifico, insieme a supporti visivi.