โครงงานวิทยาศาสตร์ตัวนำไฟฟ้า

การนำไฟฟ้าคือความสามารถของวัสดุในการนำกระแสไฟฟ้า สารบางชนิด เช่น โลหะ เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดีกว่าสารอื่นๆ ไม่ว่าจะเป็นงานวิทยาศาสตร์ โครงงานในชั้นเรียน หรือเพื่อความสนุกสนาน มีการทดลองมากมายที่คุณสามารถดำเนินการเพื่อสำรวจแนวคิดนี้ได้ โครงการการนำไฟฟ้าจำนวนมากใช้สิ่งของทั่วไปที่พบได้ทั่วไปในบ้านหรือสิ่งของที่ซื้อจากร้านขายงานฝีมือหรือร้านค้าปลีกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

การทดลองนี้จะแสดงให้เห็นว่าสารใดนำไฟฟ้าได้ดีที่สุด ได้แก่ โลหะ อากาศ น้ำ หรือพลาสติก วางแบตเตอรี่และหลอดไฟฉายไว้ด้านตรงข้ามของกระดานขนาด 6 x 12 นิ้ว ต่อขั้วบวกของแบตเตอรี่เข้ากับขั้วหนึ่งของหลอดไฟด้วยสายไฟ ต่อสายที่สองเข้ากับขั้วลบของแบตเตอรี่ โดยปล่อยให้ปลายอีกด้านของสายว่าง ต่อสายที่สามเข้ากับขั้วที่ไม่ได้ใช้ของหลอดไฟ โดยปล่อยให้ปลายอีกข้างว่าง กาวถ้วยพลาสติกขนาดเล็ก คลิปหนีบกระดาษโลหะ และหลอดพลาสติกไว้ตรงกลางกระดาน ใส่น้ำในถ้วย แตะปลายสายไฟทั้งสองข้างที่ว่างจากหลอดไฟและแบตเตอรี่กับวัตถุแต่ละชิ้น และสังเกตว่าส่วนใดที่หลอดไฟสว่างขึ้น จับลวดทั้งสองชิ้นให้ชิดกันมากที่สุดโดยไม่ปล่อยให้สัมผัสกันเพื่อทดสอบค่าการนำไฟฟ้าของอากาศ ทำซ้ำการทดสอบแต่ละครั้งสามครั้งและบันทึกผลลัพธ์

มัลติมิเตอร์แบบง่ายสามารถช่วยให้คุณระบุได้ว่าผักและผลไม้ชนิดใดเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด คุณจะต้องใช้ผักและผลไม้หกชนิด เช่น หัวหอม หัวผักกาด มันฝรั่ง มะเขือเทศ ส้ม และมะนาว เช่นเดียวกับชุดทดสอบ pH สกรูสังกะสี ลวดทองแดง และมัลติมิเตอร์ ใส่ลวดทองแดงและสกรูสังกะสีที่ปลายแต่ละด้านของผลไม้/ผัก ตั้งค่ามัลติมิเตอร์เป็นโหมด "ความต้านทาน" ซึ่งวัดความต้านทานไฟฟ้าเป็นโอห์ม จับโพรบมัลติมิเตอร์แบบบวก (สีแดง) เข้ากับสายทองแดง และโพรบลบ (สีดำ) ที่สกรูแล้วบันทึกการอ่าน ถอดมิเตอร์ออกจากผลไม้/ผัก แล้วผ่าเปิดออก ทดสอบ pH ด้วยแถบกระดาษจากชุดอุปกรณ์และบันทึกค่า pH ทำซ้ำขั้นตอนกับผักและผลไม้อื่นๆ สร้างแผนภูมิที่แสดงค่า pH และความต้านทานไฟฟ้าของผลไม้/ผักแต่ละชนิด ยิ่งมีความต้านทานต่ำเท่าใด การนำไฟฟ้าก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น แผนภูมิของคุณควรแสดงให้เห็นว่าผลไม้/ผักชนิดใดนำไฟฟ้าได้ดีที่สุด และค่า pH มีบทบาทอย่างไรในผลลัพธ์

ค่าการนำไฟฟ้าของน้ำขึ้นอยู่กับสารที่อาจละลายในน้ำ เช่น เกลือ น้ำส้มสายชู น้ำตาล และเบกกิ้งโซดา นอกจากสิ่งของเหล่านี้ คุณจะต้องมีมัลติมิเตอร์ ภาชนะ 2 ถ้วย และช้อนชา ใช้น้ำกลั่นที่อุณหภูมิห้อง ตั้งค่ามัลติมิเตอร์เป็นโหมดความต้านทาน วัดความต้านทานของน้ำกลั่นธรรมดาด้วยหัววัดของมิเตอร์และบันทึกสิ่งที่คุณค้นพบ ต่อไป ให้วัดความต้านทานของสารอื่นๆ ทีละตัว เริ่มด้วยเกลือ เติมเกลือประมาณ 1 1/2 ช้อนชาลงในน้ำกลั่น 2 ถ้วย แล้วทดสอบความต้านทานและบันทึกสิ่งที่คุณค้นพบ เติมเกลืออีก 1 1/2 ช้อนชาแล้วทดสอบอีกครั้ง เติมเกลือให้มากขึ้นเรื่อยๆ และทดสอบทุกครั้ง บันทึกสิ่งที่คุณค้นพบ จากนั้นวัดน้ำตาล เบกกิ้งโซดา และน้ำส้มสายชู โดยใช้ขั้นตอนเดียวกัน บันทึกผลการเปรียบเทียบเสมอ โปรดทราบว่ายิ่งความต้านทานต่ำ ตัวนำยิ่งดี

การทดลองนี้ให้คุณกำหนดค่าการนำไฟฟ้าของดินประเภทต่างๆ คุณจะต้องใช้ทราย ดินเหนียว และดินร่วน รวมทั้งบีกเกอร์สี่ใบ ทำให้ตัวอย่างดินแห้งในเตาอบ ติดฉลากบีกเกอร์ทั้งสี่ว่า "ทราย" "ดินเหนียว" ดินร่วนปนและ "ดินร่วนปนปุ๋ย" ใส่ดินแต่ละประเภท 200 กรัมลงในบีกเกอร์ เติมน้ำ 200 มล. ใส่ปุ๋ยน้ำ 50 มล. ลงในบีกเกอร์ "ดินร่วนพร้อมปุ๋ย" ปล่อยให้ดินดูดซับน้ำประมาณ 30 นาที วางอิเล็กโทรดทองแดงสองอันห่างกันประมาณ 2 นิ้วในบีกเกอร์อันใดอันหนึ่ง เชื่อมต่อด้านบวกของมิลลิแอมป์มิเตอร์เข้ากับอิเล็กโทรดหนึ่งและด้านลบของแบตเตอรี่ 12 โวลต์เข้ากับอีกด้านหนึ่ง เชื่อมต่อขั้วแบตเตอรี่ที่ไม่ได้ใช้และขั้วมิลลิแอมป์มิเตอร์ด้วยสายที่สามและสังเกตการอ่าน สร้างตารางเพื่อบันทึกสิ่งที่คุณค้นพบ ทำซ้ำขั้นตอนสำหรับตัวอย่างอื่นๆ ดินที่มีการอ่านค่ามิลลิแอมแปร์สูงสุดมีค่าการนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด คุณสามารถเปลี่ยนตัวแปรได้โดยการเพิ่มแร่ธาตุต่างๆ ลงในดิน (เช่นเดียวกับปริมาณน้ำ อุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม และ pH) และเปรียบเทียบค่าการนำไฟฟ้า