Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Grundskolestudenter - Elektriskt modelleringslärprojekt
- Mellanklassiga elever - Elmotorgeneratorprojekt
- Gymnasieelever - projekt för överhettningsdioder
Vetenskapsprojekt som involverar elektronik erbjuder spännande och intressanta sätt att lära sig om el. Dessa typer av praktiska projekt gör det möjligt för elever att lära sig om en av de största krafterna som driver den moderna världen. Elektricitetsfokuserade vetenskapliga experiment är antingen enkla eller komplexa, beroende på skalan på modellen eller andra föremål som byggs och vilka typer av material som behövs.
Grundskolestudenter kan lägga till elektriska komponenter i modellering av lerskulpturer med enkla tekniker och elledande lera som finns tillgängliga online eller i hobbybutiker. För elever i medel- och gymnasiet kan mer komplexa projekt vara lämpliga, som att bygga sin egen enkla motor eller spela in hur lång tid det tar för dioder att sluta fungera när de utsätts för hög värme.
TL; DR (för lång; läste inte)
Studenter i alla åldrar kan lära sig om el på ett praktiskt sätt genom att genomföra ett elfokuserat vetenskapsprojekt. Grundskolestudenter kan lägga till rörelse och ljus till modellering av lerskulpturer, elever i medelhögskolan kan bygga sina egna enkla motorer och gymnasieelever kan mäta hur lång tid det tar dioder att sluta fungera när de höjs till höga temperaturer.
Grundskolestudenter - Elektriskt modelleringslärprojekt
Idén att lägga till rörelse eller ljus till modellering av lerskulpturer kommer sannolikt att väcka grundskolestudenter. Detta projekt erbjuder studenter ett intressant sätt att få en grundläggande förståelse för enkla, parallella och seriella elektriska kretsar, samt skapa ett projekt de tycker om att presentera för sina kamrater. För detta projekt kan eleverna köpa en elektrisk modelleringslerkit, tillgänglig online eller från en hobbybutik. Sådana satser inkluderar vanligtvis batterier, ett batteri, LED-lampor, summer, en liten motor och recept för att göra både ledande och isolerande modelleringslera från ingredienser i köket. (Se resurser)
Starta projektet genom att följa receptet för att göra de två olika versionerna av lera. Sätt i batterierna i batteripaketet, vilket gör det möjligt att skapa en krets med båda typer av lera. Gör två klumpar av ledande lera och en klump isolerande lera. Stick de tre lerklumparna ihop med den isolerande leran i mitten. Stick in varje metallstav som är fäst vid de enskilda kablarna från batteripaketet - en röd och en svart - i var och en av de ledande lerklumparna och välj sedan ett LED-ljus från satsen.
Ljuset bör ha två ledningar som sticker ut från sin bas, kallad leder. Stick den längre ledningen, den positiva eller röda ledningen, i klumpen av ledande lera som redan har en röd ledning i batteriet. Sätt i den kortare ledningen från ljuset i klumpen med modellerande lera med den svarta tråden från batteriet. Lysdioden tänds inte om du kopplar kablarna med fel ledningar. Slå på batteriet för att tända LED-lampan.
Nu kan du experimentera med motor, summer och annan utrustning från satsen. Prova att forma leran i olika former, eller lägg till rörelse tillsammans med ljus. Notera effekterna som olika lerformer gör på kretsers framgång. Presentera dina resultat, tillsammans med minst en framgångsrik modell av elektrisk lera, som ett vetenskapsprojekt.
Mellanklassiga elever - Elmotorgeneratorprojekt
Med bara några enkla material kan elever på mellanstadiet, som redan har förståelse för de grundläggande reglerna för el, bygga sin egen funktionella motorgenerator. Studenter kan observera hur små förändringar påverkar motorernas rotation och experimentera för att se hur snabbt de kan få motoren att köra.
För detta projekt kommer eleverna att behöva en enkel motorsats, till exempel de som finns tillgängliga online eller från en modell eller hobbybutik. Dessa satser innehåller vanligtvis magnettråd, pappersklipp, neodymmagneter, en kompass och sandpapper samt monteringsverktyg. Utöver dessa förnödenheter behöver elever också sax, en liten klippa (som locket från en markör), en linjal, en 2-till-3-tums kartongbit, elektrisk tejp och ett C-batteri.
Med hjälp av ovanstående material rullar eleverna tråden runt den lilla spindeln för att skapa en elektromagnet, med axlar (längder av rak, ospolad tråd) på varje sida. Trådarna isolerande beläggningen måste tas bort från axlarnas ändar. Gör axelstöden från gemen och tejp dem till batteriet. Stapla tre neodymmagneter på batteriet och balansera elektromagneten ovanpå stöden, vilket får elektromagneten att snurra.
Efter att ha byggt motoren kan eleverna experimentera genom att lägga till eller ta bort magneter och genom att se hur deras kompass reagerar på olika förändringar som gjorts i motorn. Studenter ska presentera sina resultat, liksom den färdiga motoren, som ett vetenskapsprojekt. Videor med olika motorkonfigurationer gör ett bra komplement till det färdiga projektet.
Gymnasieelever - projekt för överhettningsdioder
Detta projekt kräver att deltagaren har erfarenhet av elektronik. Det kräver också specialutrustning från elektronikbutiker och några grundläggande säkerhetsåtgärder, vilket innebär att detta projekt fungerar bäst för elever i gymnasiet.
Projektet fokuserar på elektronik och värme. När man bygger en elektronisk krets med lödkolv blir ledningarna mycket heta. Syftet med detta projekt är att bestämma hur lång tid det tar för en halvledarapparat att överhettas. För att bestämma detta behöver elever 10 1N4001 dioder, ett 9-volts batteri och batteri klämmor, en digital multimeter, 10 1 MΩ motstånd, flera korta trådlängder, ett lödkolv, ett blyfritt löd, ett litet skruvstycke, trådband , en ugnsäker termometer, ett stoppur och en kökugn.
Kalibrera dioderna genom att först ansluta dem till en lågströmskälla för batteri och sedan ställa in dem i ugnen vid en låg temperatur - upp till 170 grader - tills de alla har samma temperatur. Anslut lödkolven för att värma upp den och när den når temperaturen, rör vid den till en av dioderna i en sekund och notera sedan eventuella förändringar i spänningsavläsningen med multimetern.
Upprepa denna process för varje diod. I nästa steg, ändra den tid som lödpistolen berör dioden och mät resultaten med multimetern. Observera hur lång tid det tar innan varje diod når en temperatur där den inte längre ger en spänningsavläsning. Notera dina resultat och presentera dem som ett vetenskapligt projekt tillsammans med visuella hjälpmedel.