Wetenschapsprojecten over isolatoren en geleiders geven inzicht in eigenschappen van materie, zoals elektrische weerstand. Met behulp van een laagspannings-, batterijgevoed meetapparaat, een multimeter genaamd, kunt u veilig allerlei soorten testen materialen om te bepalen of ze geleiders of isolatoren zijn -- en leer welke soorten objecten goede voorbeelden zijn van elke.
Gereedschap en veiligheid
Een batterijgevoede digitale multimeter wordt gebruikt om geleiders en isolatoren te meten. Om er een te gebruiken, stelt u de functieknop in op "Weerstand" of "Ohm;" dit geeft zeer lage cijfers weer voor geleiders en "oneindig" voor isolatoren. Raak de metalen sondes aan met het object dat u onderzoekt, maar raak de sondes niet met uw vingers aan - als u dat doet, geeft de geleidbaarheid van uw lichaam u foutieve metingen. Om de veiligheid voor uzelf en anderen te garanderen, dient u geen materialen of componenten te testen die zijn aangesloten op een huishoudelijk stopcontact. Test bijvoorbeeld niet de geleidbaarheid van een lamp die op een stopcontact is aangesloten.
Wat maakt de beste dirigent?
Metalen zijn goede geleiders, maar niet alle metalen geleiden elektriciteit in dezelfde mate. Verkrijg lengtes van verschillende soorten metaaldraad, waaronder koper, aluminium en staal, en controleer de weerstand van elk met een multimeter. Elektrisch soldeer is een ander draadachtig metaalmateriaal om te meten. Meet de draad niet op de spoel; wikkel er een paar voet van af en meet een paar voet als een apart stuk. Deel de weerstand van elke meting door de lengte in voet om consistente resultaten te verkrijgen in eenheden van ohm per voet. Meet indien mogelijk meerdere monsters van elk soort metaal en vind het gemiddelde voor elk type. Vallen een of twee metalen op omdat ze de laagste weerstand hebben? Welke metalen zijn dit?
Geleidbaarheid en corrosie
Roest is een chemisch proces waarbij zuurstof wordt gecombineerd met een metaal om een verbinding te vormen; terwijl dit het geval is, wordt de geleidbaarheid van het metaal slechter en neemt de weerstand toe. Haal wat ijzerdraad bij een ijzerhandel en snijd het in gelijke lengtes van een voet of twee. Meet de weerstand van elke lengte en noteer de resultaten, samen met de tijd en datum. Maak een zoutwateroplossing door 10 gram zout te mengen met 200 milliliter water. Leg de stukjes draad op een papieren handdoek en strooi het zoutwatermengsel erop. Meet eenmaal per dag op hetzelfde tijdstip de weerstand van elke draad en noteer de tijd en de meting. Ga door met het proces voor meerdere dagen. Maak een grafiek van de weerstand vs. tijd en merk op hoe de weerstand van het strijkijzer verandert. Kunt u een algemene uitspraak doen over de invloed van corrosie op het vermogen van metaal om elektriciteit te geleiden?
Geleider of isolator?
Zet een aantal huishoudelijke voorwerpen in elkaar, zoals een aluminium blikje, potlood, elastiekje, munten, papieren handdoek en andere voorwerpen. Noteer elk op een stuk papier en meet de weerstand met de multimeter. Neem indien mogelijk enkele mechanische potloodstiften en meet ook hun weerstand. Als de weerstandsmeting een paar ohm of minder is, schrijf dan "geleider" in uw aantekeningen; als de weerstand een zeer groot getal is, of 'oneindig', schrijf dan 'isolator'. Voor degenen die er tussenin vallen, schrijf "sommige" weerstand." Denk na over het materiaal waarvan elk object is gemaakt en trek enkele conclusies over wat een goede geleider of maakt isolator.