Projekty naukowe dotyczące izolatorów i przewodników dają wgląd we właściwości materii, takie jak opór elektryczny. Używając niskonapięciowego, zasilanego bateryjnie urządzenia pomiarowego zwanego multimetrem, możesz bezpiecznie testować wszystkie rodzaje materiały, aby określić, czy są przewodnikami, czy izolatorami – i dowiedz się, jakie rodzaje obiektów są dobrymi przykładami każdego.
Narzędzia i bezpieczeństwo
Zasilany bateryjnie multimetr cyfrowy służy do pomiaru przewodów i izolatorów. Aby użyć jednego, ustaw jego pokrętło funkcji na „Resistance” lub „Ohms;” wyświetla to bardzo niskie liczby dla przewodników i „nieskończoność” dla izolatorów. Dotknij metalowymi sondami badanego obiektu, ale unikaj dotykania sond palcami – jeśli to zrobisz, przewodność twojego ciała da błędne odczyty. Aby zapewnić bezpieczeństwo sobie i innym, unikaj testowania materiałów lub komponentów podłączonych do domowego gniazdka prądu przemiennego. Na przykład nie sprawdzaj przewodności lampy podłączonej do gniazdka.
Co sprawia, że jest najlepszym dyrygentem?
Metale są dobrymi przewodnikami, ale nie wszystkie metale przewodzą prąd w takim samym stopniu. Uzyskaj różne długości drutu metalowego, w tym miedzianego, aluminiowego i stalowego, i sprawdź rezystancję każdego za pomocą multimetru. Lut elektryczny to kolejny metalowy materiał przypominający drut do pomiaru. Nie mierz drutu na szpuli; rozwiń kilka stóp i zmierz kilka stóp jako oddzielny kawałek. Podziel opór każdego odczytu przez długość w stopach, aby uzyskać spójne wyniki w jednostkach omów na stopę. Jeśli to możliwe, zmierz kilka próbek każdego rodzaju metalu i znajdź średnią dla każdego rodzaju. Czy jeden lub dwa metale wyróżniają się najniższą odpornością? Jakie to metale?
Przewodność i korozja
Rdza to proces chemiczny, w którym tlen łączy się z metalem, tworząc związek; w ten sposób przewodność metalu staje się gorsza, a jego opór wzrasta. Zdobądź trochę żelaznego drutu ze sklepu z narzędziami i pokrój go na równe długości stopy lub dwóch. Zmierz opór każdej długości i zapisz wyniki wraz z godziną i datą. Przygotuj roztwór słonej wody, mieszając 10 gramów soli z 200 mililitrami wody. Umieść kawałki drutu na ręczniku papierowym i posyp je mieszanką słonej wody. Raz dziennie o tej samej porze zmierz rezystancję każdego przewodu i zapisz czas i pomiar. Kontynuuj proces przez kilka dni. Zrób wykres oporu vs. czas i zwróć uwagę, jak zmienia się opór żelazka. Czy możesz ogólnie stwierdzić, jak korozja wpływa na zdolność metalu do przewodzenia elektryczności?
Dyrygent czy izolator?
Złóż szereg przedmiotów gospodarstwa domowego, takich jak aluminiowa puszka, ołówek, gumka, monety, ręcznik papierowy i inne przedmioty. Zanotuj każdy z nich na kartce papieru i zmierz jego opór multimetrem. Jeśli to możliwe, zdobądź trochę ołówków mechanicznych i zmierz również ich odporność. Jeśli pomiar rezystancji wynosi kilka omów lub mniej, napisz w notatkach „przewodnik”; jeśli opór jest bardzo dużą liczbą lub „nieskończonością”, napisz „izolator”. Dla tych, którzy znajdują się pomiędzy, napisz „niektóre odporność." Pomyśl o materiale, z którego wykonany jest każdy przedmiot i wyciągnij wnioski na temat tego, co czyni dobrego dyrygenta lub izolator.