Mensen gebruiken al duizenden jaren waterkracht, maar de ontdekking van het benutten van elektrische energie door elektrische generatoren aan het eind van de 19e eeuw gaf aanleiding tot door water opgewekte elektriciteit. Waterkrachtcentrales voeden huizen, scholen, fabrieken en bedrijven door grote turbines te laten draaien die elektriciteit produceren. Een vijfdeklasser die geïnteresseerd is in groene energiebronnen kan een miniatuur hydrogenerator bouwen voor een wetenschappelijk project met water opgewekte elektriciteit.
Onderzoek
Goede wetenschappers beginnen met uitvinden wat andere wetenschappers voor hen al hebben ontdekt. Lees boeken, artikelen en studies over de geschiedenis van waterkracht en de wetenschap achter door water opgewekte elektriciteit. Formuleer een vraag als "Hoeveel volt is er nodig om een kleine belasting te laten lopen, zoals een gloeilamp of een reisklok?" of "Hoe sterk produceert een enkele rotor een stroom?"
Hypothese
Maak, rekening houdend met uw onderzoek, een weloverwogen inschatting van het antwoord op uw vraag. Schrijf een hypothese zoals: "Een 3-volt gelijkstroommotor zal voldoende elektrische lading produceren om te verlichten" een miniatuur gloeilamp." Formuleer de hypothese in meetbare termen die je kunt bewijzen of weerleggen testen.
Test procedure
Bouw een watergenerator en bevestig deze aan een multimeter of kleine gloeilamp (of een andere laagspanningsbelasting) om uw resultaten te meten met uw hypothese. Maak foto's of video's van elke fase. Een eenvoudig generatorontwerp is om een cilinder van kurk op de roterende arm van een laagspannings-DC-hobbymotor (verkrijgbaar bij hobbywinkels) te schuiven. Breek de uiteinden van de schep van verschillende plastic lepels en duw de stompe uiteinden in de zijkanten van de kurk om een turbine te vormen. Bevestig de motor aan het ene uiteinde van een houten staaf voor een handvat, en laat het draaiende mes onder de onderkant hangen. Bevestig krokodillenklemmen aan de motor en een multimeter of kleine lading. Zet de motor aan en laat het mes in een bak met water zakken, waarbij het lichaam van de motor boven de waterlijn blijft. Lees de spanningsuitgang op de multimeter af, of controleer of de belasting functioneert. U kunt ook proberen verschillende motoraangedreven turbines aan elkaar te koppelen om erachter te komen hoeveel volt u kunt produceren met een generatorketen, of hoeveel volt er nodig is om andere belastingen te laten werken. Voor studenten die een grotere uitdaging willen, biedt Green Learning Canada gedetailleerde instructies voor het maken van een meer betrokken hydrogeneratorontwerp.
Resultaten
Vergelijk de resultaten met de hypothese. Maak grafieken en grafieken van de testgegevens. Bepaal of je je hypothese hebt bewezen of weerlegd. Schrijf een samenvatting van het achtergrondonderzoek, de vraag, de hypothese, de toetsing en de wetenschappelijke verklaring voor de resultaten. Rangschik de afbeeldingen, grafieken, grafieken en geschreven samenvattingen netjes in chronologische volgorde op een driebladig wetenschappelijk beursbord. Zet een demonstratie van je experiment op je uitstaltafel of laat een video zien van het testproces op de wetenschapsbeurs.