Ludzie korzystali z energii wodnej od tysięcy lat, ale odkrycie, jak wykorzystać energię elektryczną za pomocą generatorów elektrycznych pod koniec XIX wieku, dało początek elektryczności generowanej przez wodę. Tamy hydroelektryczne zasilają domy, szkoły, fabryki i firmy, obracając duże turbiny wytwarzające energię elektryczną. Uczeń piątej klasy, który jest zainteresowany zasobami zielonej energii, może zbudować miniaturowy hydrogenerator do projektu naukowego z energią elektryczną wytwarzaną przez wodę.
Badania
Dobrzy naukowcy zaczynają od odkrycia tego, co wcześniej odkryli inni naukowcy. Czytaj książki, artykuły i opracowania dotyczące historii energetyki wodnej i nauki o elektryczności wytwarzanej w wodzie. Sformułuj pytanie typu „Ile woltów prądu potrzeba do zasilania małego obciążenia, takiego jak żarówka lub zegar podróżny?” lub „Jak silny prąd wytwarza pojedynczy wirnik?”
Hipoteza
Biorąc pod uwagę twoje badania, zgadnij, jak odpowiedzieć na twoje pytanie. Napisz hipotezę, np. „Silnik prądu stałego o napięciu 3 V wytworzy wystarczający ładunek elektryczny do oświetlenia miniaturowa żarówka”. Przedstaw hipotezę w sposób mierzalny, za pomocą którego możesz udowodnić lub obalić testowanie.
Procedura testowa
Zbuduj generator wody i podłącz go do multimetru lub małej żarówki (lub innego obciążenia niskonapięciowego), aby zmierzyć swoje wyniki z hipotezą. Zrób zdjęcia lub nagraj film z każdego etapu. Jedną z prostych konstrukcji generatora jest wsunięcie cylindra z korka na obrotowe ramię niskonapięciowego silnika hobbystycznego na prąd stały (dostępny w sklepach hobbystycznych). Odłam końcówki szufelki z kilku plastikowych łyżek i wepchnij tępe końce w boki korka, aby utworzyć turbinę. Przymocuj silnik do jednego końca drewnianego pręta jako uchwytu, pozwalając, aby obracające się ostrze zwisało poniżej dolnej krawędzi. Podłącz zaciski krokodylkowe do silnika i multimetru lub małego obciążenia. Włącz silnik i opuść ostrze do miski z wodą, utrzymując korpus silnika nad linią wody. Odczytaj napięcie wyjściowe na multimetrze lub sprawdź, czy obciążenie działa. Możesz także spróbować połączyć ze sobą kilka turbin napędzanych silnikiem, aby dowiedzieć się, ile woltów możesz wytworzyć za pomocą łańcucha generatorów lub ile woltów potrzeba do zasilania innych obciążeń. Dla uczniów, którzy chcą większego wyzwania, Green Learning Canada zapewnia szczegółowe instrukcje dotyczące tworzenia bardziej zaangażowanego projektu hydrogeneratora.
Wyniki
Porównaj wyniki z hipotezą. Twórz wykresy i wykresy danych testowych. Ustal, czy udowodniłeś, czy obaliłeś swoją hipotezę. Napisz podsumowanie badań podstawowych, pytania, hipotezy, testy i naukowe wyjaśnienie wyników. Ułóż zdjęcia, wykresy, wykresy i pisemne podsumowania w porządku chronologicznym na trzyczęściowej tablicy naukowej. Zorganizuj demonstrację swojego eksperymentu na stole wystawowym lub pokaż nagranie wideo z procesu testowania na targach naukowych.
