電子機器を含む科学プロジェクトは、電気について学ぶための刺激的で興味深い方法を提供します。 これらのタイプの実践的なプロジェクトにより、学生は現代世界を動かす最大の力の1つについて学ぶことができます。 電気に焦点を当てた科学実験は、モデルまたは構築されている他のオブジェクトの規模と必要な材料の種類に応じて、単純または複雑のいずれかになります。
小学生は、オンラインまたはホビーショップで入手できる簡単な技術と導電性粘土を使用して、粘土彫刻のモデリングに電気部品を追加できます。 中学生と高校生の場合、建物などのより複雑なプロジェクトが適切な場合があります 独自の単純なモーターまたは高電圧にさらされたときにダイオードが動作を停止するのにかかる時間を記録する 熱。
TL; DR（長すぎる; 読んでいない）
電気に焦点を当てた科学プロジェクトを完了することで、すべての年齢の学生が実践的な方法で電気について学ぶことができます。 小学生は粘土彫刻のモデリングにモーションとライトを追加でき、中学生は独自の彫刻を作成できます 単純なモーターと高校生は、ダイオードが高くなったときにダイオードが機能しなくなるまでにかかる時間を測定できます。 温度。
小学生-電気彫像粘土プロジェクト
彫像粘土の彫刻に動きや光を加えるというアイデアは、小学生を興奮させる可能性があります。 このプロジェクトは、学生に、単純な並列および直列の電気回路の基本的な理解を得るだけでなく、仲間に提示することを楽しむプロジェクトを作成するための興味深い方法を提供します。 このプロジェクトでは、学生はオンラインまたはホビーショップから入手できる電気彫像粘土キットを購入できます。 このようなキットには通常、バッテリー、バッテリーパック、LEDライト、ブザー、1つの小さなモーター、およびキッチンの材料から導電性と絶縁性の両方の彫像用粘土を作るためのレシピが含まれています。 （「参考文献」を参照）
レシピに従ってプロジェクトを開始し、2つの異なるバージョンの粘土を作成します。 バッテリーをバッテリーパックに挿入します。これにより、両方の種類の粘土を使用して回路を作成できます。 導電性粘土の塊を2つ、絶縁粘土の塊を1つ作成します。 真ん中の断熱粘土と一緒に3つの粘土の塊を貼り付けます。 バッテリーパックの個々のワイヤーに取り付けられた各金属棒（1つは赤と1つは黒）を導電性の粘土の塊のそれぞれに突き刺し、キットからLEDライトを選択します。
ライトには、リードと呼ばれる2本のワイヤーがベースから突き出ている必要があります。 バッテリーからすでに赤い鉛が入っている導電性粘土の塊に、長い方の鉛、プラスまたは赤い鉛を突き刺します。 バッテリーからの黒いワイヤーで、ライトからの短いリード線をモデリング粘土の塊に挿入します。 リード線を間違ったワイヤとペアリングすると、LEDは点灯しません。 バッテリーパックのスイッチを入れて、LEDライトをオンにします。
これで、キットのモーター、ブザー、その他の機器を試すことができます。 粘土をさまざまな形に成形するか、ライトと一緒に動きを追加してみてください。 さまざまな粘土の形が回路の成功に与える影響に注意してください。 科学プロジェクトとして、少なくとも1つの成功した電気粘土モデルとともにあなたの発見を提示してください。
中学生-電気モーター発電機プロジェクト
簡単な材料を少し使うだけで、電気の基本的なルールをすでに理解している中学生は、独自の機能的なモータージェネレーターを構築できます。 学生は、小さな変化がモーターの回転にどのように影響するかを観察し、モーターをどれだけ速く動かすことができるかを実験することができます。
このプロジェクトでは、学生はオンラインで、またはモデルやホビーショップから入手できるような簡単なモーターキットが必要になります。 これらのキットには通常、マグネットワイヤー、ペーパークリップ、ネオジムマグネット、コンパス、サンドペーパー、および取り付け金具が含まれています。 これらの備品に加えて、生徒ははさみ、小さなダボ（マーカーのキャップなど）、定規、2 x 3インチの段ボール、電気テープ、Cバッテリーも必要になります。
上記の材料を使用して、学生は小さなダボの周りにワイヤーを巻いて電磁石を作成し、両側に車軸（まっすぐな巻き戻されたワイヤーの長さ）を付けます。 ワイヤーの電気絶縁コーティングは、車軸の端から取り除く必要があります。 ペーパークリップから車軸サポートを作成し、バッテリーにテープで固定します。 バッテリーに3つのネオジム磁石を積み重ね、サポートの上で電磁石のバランスを取り、電磁石を回転させます。
モーターを組み立てた後、学生は磁石を追加または削除し、モーターに加えられたさまざまな変更に対してコンパスがどのように反応するかを確認することで実験できます。 生徒は、科学プロジェクトとして、調査結果と完成したモーター自体を提示する必要があります。 さまざまなモーター構成のビデオは、完成したプロジェクトに良い追加をします。
高校生-過熱ダイオードプロジェクト
このプロジェクトでは、参加者が電子機器の経験を持っている必要があります。 また、電気店の専用機器といくつかの基本的な安全対策が必要です。つまり、このプロジェクトは高校生に最適です。
このプロジェクトは、電子機器と熱に焦点を当てています。 はんだごてで電子回路を作ると、リード線が非常に熱くなります。 このプロジェクトの目的は、半導体デバイスが過熱するのにかかる時間を決定することです。 これを決定するには、学生は10個の1N4001ダイオード、9ボルトのバッテリーとバッテリークリップ、デジタルマルチメーター、10個の1MΩ抵抗、いくつかが必要です。 短いワイヤー、はんだごて、鉛フリーはんだ、小さな万力、ワイヤータイ、オーブンで安全な温度計、ストップウォッチ、キッチン オーブン。
最初にダイオードを低電流バッテリー電源に接続してから設定することにより、ダイオードを校正します それらがすべて同じになるまで、低温（最大170度）のオーブンでそれらを 温度。 はんだごてを差し込んで加熱し、温度に達したら、ダイオードの1つに1秒間触れてから、マルチメータで電圧の読み取り値の変化を確認します。
ダイオードごとにこのプロセスを繰り返します。 次のステップでは、はんだ付けガンがダイオードに接触する時間の長さを変更し、マルチメータで結果を測定します。 各ダイオードが電圧の読み取り値を示さなくなる温度に達するまでにかかる時間に注意してください。 調査結果をメモし、視覚的な補助とともに科学プロジェクトとして提示します。