Wetenschapsprojecten waarbij elektronica betrokken is, bieden spannende en interessante manieren om over elektriciteit te leren. Met dit soort praktische projecten kunnen studenten leren over een van de grootste krachten die de moderne wereld aandrijven. Op elektriciteit gerichte wetenschappelijke experimenten zijn eenvoudig of complex, afhankelijk van de schaal van het model of andere objecten die worden gebouwd en de soorten materialen die nodig zijn.
Basisschoolleerlingen kunnen elektrische componenten toevoegen aan het boetseren van kleisculpturen met behulp van eenvoudige technieken en elektriciteitgeleidende klei die online of in hobbywinkels verkrijgbaar is. Voor middelbare en middelbare scholieren kunnen complexere projecten geschikt zijn, zoals bouwen hun eigen eenvoudige motor of registreren hoe lang het duurt voordat diodes stoppen met werken bij blootstelling aan hoge warmte.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Studenten van alle leeftijden kunnen op een praktische manier over elektriciteit leren door een op elektriciteit gericht wetenschappelijk project te voltooien. Basisschoolleerlingen kunnen beweging en licht toevoegen aan het boetseren van kleisculpturen, middelbare scholieren kunnen ze zelf bouwen build eenvoudige motoren en middelbare scholieren kunnen meten hoe lang het duurt voordat diodes stoppen met werken wanneer ze te hoog worden ingesteld temperaturen.
Basisschoolleerlingen -- Elektrisch boetseerkleiproject
Het idee om beweging of licht toe te voegen aan het boetseren van kleisculpturen zal waarschijnlijk basisschoolleerlingen opwinden. Dit project biedt studenten een interessante manier om een basisbegrip te krijgen van eenvoudige, parallelle en serieschakelingen, en om een project te creëren dat ze graag presenteren aan hun leeftijdsgenoten. Voor dit project kunnen studenten een kit voor elektrische boetseerklei kopen, die online of in een hobbywinkel verkrijgbaar is. Dergelijke kits bevatten meestal batterijen, een batterijpakket, LED-verlichting, zoemers, een kleine motor en recepten om zowel geleidende als isolerende boetseerklei te maken van ingrediënten in de keuken. (Zie bronnen)
Start het project door het recept te volgen om de twee verschillende versies van klei te maken. Plaats de batterijen in het batterijpakket, zodat u een circuit kunt maken met beide soorten klei. Maak twee klontjes geleidende klei en een klontje isolerende klei. Plak de drie kleiklontjes samen met de isolerende klei in het midden. Steek elke metalen staaf die aan de afzonderlijke draden van het batterijpakket is bevestigd - een rode en een zwarte - in elk van de geleidende kleiklontjes en kies vervolgens een LED-lamp uit de set.
Het licht moet twee draden hebben die uit de basis steken, de zogenaamde leads. Steek de langere kabel, de positieve of rode kabel, in de klomp geleidende klei waar al een rode kabel uit de batterij in zit. Steek de kortere kabel van het licht in de klomp boetseerklei met de zwarte draad van de batterij. De LED gaat niet branden als u de kabels met de verkeerde draden koppelt. Schakel het batterijpakket in om het LED-lampje in te schakelen.
Je kunt nu experimenteren met de motor, zoemers en andere apparatuur uit de set. Probeer de klei in verschillende vormen te gieten, of voeg beweging toe samen met licht. Noteer de effecten die verschillende kleivormen hebben op het succes van circuits. Presenteer uw bevindingen, samen met ten minste één succesvol elektrisch kleimodel, als een wetenschappelijk project.
Middelbare studenten - Project voor elektrische motorgenerator
Met slechts een paar eenvoudige materialen kunnen middelbare scholieren, die de basisregels van elektriciteit al beheersen, hun eigen functionele motorgenerator bouwen. Studenten kunnen observeren hoe kleine veranderingen de rotatie van de motor beïnvloeden en experimenteren om te zien hoe snel ze de motor kunnen laten draaien.
Voor dit project hebben studenten een eenvoudige motorkit nodig, zoals die online of in een model- of hobbywinkel verkrijgbaar is. Deze kits bevatten meestal magneetdraad, paperclips, neodymiummagneten, een kompas en schuurpapier, evenals bevestigingsmateriaal. Naast deze benodigdheden hebben de studenten ook een schaar, een kleine plug (zoals de dop van een marker), een liniaal, een stuk karton van 2 bij 3 inch, isolatietape en een C-batterij nodig.
Met behulp van de bovenstaande materialen wikkelen de leerlingen de draad rond de kleine plug om een elektromagneet te maken, met assen (lengtes van rechte, afgerolde draad) aan elke kant. De elektrisch isolerende laag van de draad moet van de uiteinden van de assen worden verwijderd. Maak de assteunen van de paperclips en plak ze op de batterij. Stapel drie neodymiummagneten op de batterij en balanceer de elektromagneet bovenop de steunen, waardoor de elektromagneet gaat draaien.
Na het bouwen van de motor kunnen leerlingen experimenteren door magneten toe te voegen of te verwijderen, en door te zien hoe hun kompas reageert op verschillende veranderingen aan de motor. Studenten moeten hun bevindingen, evenals de voltooide motor zelf, presenteren als een wetenschappelijk project. Video's van de verschillende motorconfiguraties vormen een goede aanvulling op het voltooide project.
Middelbare scholieren -- Oververhitting Diodes Project
Dit project vereist dat de deelnemer ervaring heeft met elektronica. Het vereist ook gespecialiseerde apparatuur van elektronicawinkels en enkele elementaire veiligheidsmaatregelen, wat betekent dat dit project het beste werkt voor studenten op de middelbare school.
Dit project richt zich op elektronica en warmte. Bij het bouwen van een elektronische schakeling met een soldeerbout worden snoeren erg heet. Het doel van dit project is om te bepalen hoe lang het duurt voordat een halfgeleiderapparaat oververhit raakt. Om dit te bepalen, hebben de leerlingen 10 1N4001-diodes, een 9-volt batterij en batterijclips, een digitale multimeter, 10 1 MΩ-weerstanden, verschillende korte stukken draad, een soldeerbout, een loodvrij soldeer, een kleine bankschroef, draadbinders, een ovenbestendige thermometer, een stopwatch en een keuken oven.
Kalibreer de diodes door ze eerst aan te sluiten op een batterij met een lage stroomsterkte en vervolgens in te stellen ze in de oven op een lage temperatuur -- tot 170 graden -- totdat ze allemaal hetzelfde hebben temperatuur. Sluit de soldeerbout aan om hem op te warmen en houd hem, nadat hij op temperatuur is, één seconde tegen een van de diodes aan, en noteer vervolgens eventuele veranderingen in de spanningsaflezing met de multimeter.
Herhaal dit proces voor elke diode. Wijzig in de volgende stap de tijdsduur dat het soldeerpistool de diode raakt en meet de resultaten met de multimeter. Merk op hoe lang het duurt voordat elke diode een temperatuur bereikt waarbij deze geen spanningsmeting meer geeft. Noteer je bevindingen en presenteer ze als een wetenschappelijk project, samen met visuele hulpmiddelen.
