Люди использовали энергию воды на протяжении тысяч лет, но открытие в конце 1800-х годов того, как использовать электрическую энергию через электрические генераторы, привело к появлению электричества, вырабатываемого водой. Плотины гидроэлектростанций обеспечивают энергией дома, школы, фабрики и предприятия за счет вращения больших турбин, вырабатывающих электроэнергию. Пятиклассник, интересующийся экологически чистыми энергоресурсами, может построить миниатюрный гидрогенератор для научного проекта на электричестве, генерируемом водой.
Исследовать
Хорошие ученые начинают с выяснения того, что уже открыли другие ученые до них. Прочтите книги, статьи и исследования по истории гидроэнергетики и науке, лежащей в основе электроэнергии, вырабатываемой водой. Сформулируйте вопрос, например: «Сколько вольт электричества требуется для работы небольшой нагрузки, такой как лампочка или дорожные часы?» или "Насколько сильный ток производит один ротор?"
Гипотеза
Принимая во внимание ваше исследование, сделайте обоснованное предположение относительно ответа на ваш вопрос. Напишите гипотезу, например: «Двигатель постоянного тока на 3 В будет производить достаточный электрический заряд для освещения. миниатюрная лампочка ". Изложите гипотезу в измеримых терминах, которые вы можете доказать или опровергнуть. тестирование.
Процедура тестирования
Постройте генератор воды и прикрепите его к мультиметру или маленькой лампочке (или другой низковольтной нагрузке), чтобы сравнить ваши результаты с вашей гипотезой. Делайте снимки или видео каждого этапа. Одна простая конструкция генератора - это надеть пробковый цилиндр на вращающийся рычаг низковольтного электродвигателя постоянного тока (продается в магазинах для хобби). Отломите концы совка от нескольких пластиковых ложек и протолкните тупые концы по стенкам пробки, чтобы образовалась турбина. Прикрепите двигатель к одному концу деревянного стержня вместо ручки так, чтобы вращающееся лезвие висело ниже нижнего края. Присоедините зажимы типа «крокодил» к мотору и мультиметру или небольшой нагрузке. Включите мотор и опустите лезвие в таз с водой, удерживая корпус мотора над ватерлинией. Считайте выходное напряжение на мультиметре или проверьте, работает ли нагрузка. Вы также можете попробовать соединить несколько турбин с приводом от двигателя вместе, чтобы узнать, сколько вольт вы можете произвести с помощью цепочки генераторов или сколько вольт требуется для работы других нагрузок. Для студентов, которые хотят решить более сложные задачи, Green Learning Canada предоставляет подробные инструкции о том, как сделать более сложную конструкцию гидрогенератора.
Полученные результаты
Сравните результаты с гипотезой. Составьте диаграммы и графики данных тестирования. Определите, подтвердили вы или опровергнули свою гипотезу. Напишите краткое изложение исходного исследования, вопроса, гипотезы, проверки и научного объяснения результатов. Разместите изображения, диаграммы, графики и письменные резюме в аккуратном хронологическом порядке на складной доске для научных ярмарок. Настройте демонстрацию вашего эксперимента на демонстрационном столе или покажите видео процесса тестирования на научной выставке.