Περιεχόμενο
- TL · DR (Πολύ μακρύ;
- Φοιτητές Δημοτικού Σχολείου - Ηλεκτρικό Μοντέλο Πηλός
- Μεσαίοι φοιτητές - Ηλεκτροκινητήρας
- Φοιτητές Γυμνασίου - Δίοδος υπερθέρμανσης
Τα επιστημονικά έργα που αφορούν την ηλεκτρονική προσφέρουν συναρπαστικούς και ενδιαφέροντες τρόπους για να μάθουν για την ηλεκτρική ενέργεια. Αυτοί οι τύποι πρακτικών έργων επιτρέπουν στους μαθητές να μάθουν για μια από τις μεγαλύτερες δυνάμεις που τροφοδοτούν τον σύγχρονο κόσμο. Τα επιστημονικά πειράματα με γνώμονα την ηλεκτρική ενέργεια είναι είτε απλά είτε πολύπλοκα, ανάλογα με την κλίμακα του μοντέλου ή άλλα αντικείμενα που κατασκευάζονται και τους τύπους υλικών που χρειάζονται.
Οι μαθητές του Δημοτικού Σχολείου μπορούν να προσθέσουν ηλεκτρικά εξαρτήματα σε γλυπτά από πηλό μοντελοποίησης χρησιμοποιώντας απλές τεχνικές και πηλό ηλεκτρικής ενέργειας που διατίθενται στο διαδίκτυο ή σε καταστήματα χόμπι. Για μαθητές μέσης και δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης μπορεί να είναι κατάλληλα πιο σύνθετα έργα, όπως η οικοδόμηση του δικού τους απλού κινητήρα ή η καταγραφή του πόσο χρόνο χρειάζεται για να σταματήσουν οι δίοδοι όταν εκτίθενται σε υψηλή θερμότητα.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Οι σπουδαστές όλων των ηλικιών μπορούν να μάθουν για την ηλεκτρική ενέργεια σε ένα πρακτικό τρόπο με την ολοκλήρωση ενός έργου επιστήμης με επίκεντρο τον ηλεκτρισμό. Οι μαθητές του Δημοτικού μπορούν να προσθέσουν κίνηση και φώτα σε γλυπτά από πηλό μοντελισμού, οι μαθητές της μέσης εκπαίδευσης μπορούν να κατασκευάσουν τους δικούς τους απλούς κινητήρες και οι μαθητές των γυμνασίων μπορούν να μετρήσουν πόσο καιρό χρειάζονται διόδους για να σταματήσουν να εργάζονται όταν μεγαλώνουν σε υψηλές θερμοκρασίες.
Φοιτητές Δημοτικού Σχολείου - Ηλεκτρικό Μοντέλο Πηλός
Η ιδέα της προσθήκης κινήσεων ή φώτων στη μοντελοποίηση γλυπτών από πηλό είναι πιθανό να ενθουσιάσει τους μαθητές των δημοτικών σχολείων. Το πρόγραμμα αυτό προσφέρει στους φοιτητές έναν ενδιαφέροντα τρόπο να αποκτήσουν μια βασική κατανόηση των απλών, παράλληλων και σειριακών ηλεκτρικών κυκλωμάτων, καθώς και να δημιουργήσουν ένα έργο που απολαμβάνουν παρουσιάζοντας στους συμμαθητές τους. Για αυτό το έργο, οι μαθητές μπορούν να αγοράσουν ένα ηλεκτρικό κιτ μοντελοποίησης πηλού, διαθέσιμο στο διαδίκτυο ή από ένα κατάστημα χόμπι. Αυτά τα κιτ συνήθως περιλαμβάνουν μπαταρίες, μπαταρία, φώτα LED, buzzers, ένα μικρό μοτέρ και συνταγές για την παραγωγή τόσο αγώγιμου όσο και μονωτικού πηλού από υλικά από την κουζίνα. (Δείτε τους πόρους)
Ξεκινήστε το έργο ακολουθώντας τη συνταγή για να κάνετε τις δύο διαφορετικές εκδοχές του πηλού. Τοποθετήστε τις μπαταρίες στη μπαταρία, η οποία επιτρέπει τη δημιουργία ενός κυκλώματος χρησιμοποιώντας και τα δύο είδη πηλού. Κάνετε δύο σβώλους αγώγιμου πηλού και ένα κομμάτι μονωτικού πηλού. Βάλτε τα τρία θραύσματα αργίλου μαζί με τον μονωτικό πηλό στη μέση. Βιδώστε κάθε μεταλλική ράβδο που συνδέεται με τα μεμονωμένα καλώδια από την μπαταρία - ένα κόκκινο και ένα μαύρο - σε κάθε ένα από τα αγώγιμα κομμάτια αργίλου, στη συνέχεια επιλέξτε ένα φως LED από το κιτ.
Το φως θα πρέπει να έχει δύο σύρματα που ξεχωρίζουν από τη βάση του, καλούμενα καλώδια. Στερεώστε το μακρύτερο καλώδιο, το θετικό ή το κόκκινο καλώδιο, στο χονδρόκοκκο άργιλο που έχει ήδη κόκκινο αγωγό από την μπαταρία. Εισαγάγετε το βραχύτερο καλώδιο από το φως στην μάζα του πηλού με μοντέλο με το μαύρο σύρμα από την μπαταρία. Η λυχνία LED δεν ανάβει εάν συνδυάσετε τους αγωγούς με λανθασμένα καλώδια. Ενεργοποιήστε την μπαταρία για να ενεργοποιήσετε τη λυχνία LED.
Τώρα μπορείτε να δοκιμάσετε το κινητήρα, τους βομβητές και άλλο εξοπλισμό από το κιτ. Δοκιμάστε να μορφοποιήσετε τον πηλό σε διαφορετικά σχήματα ή προσθέστε κίνηση μαζί με τα φώτα. Σημειώστε τις επιδράσεις των διαφορετικών σχημάτων αργίλου στην επιτυχία των κυκλωμάτων. Παρουσιάστε τα ευρήματά σας, μαζί με τουλάχιστον ένα επιτυχημένο ηλεκτρικό μοντέλο αργίλου, ως έργο επιστήμης.
Μεσαίοι φοιτητές - Ηλεκτροκινητήρας
Με λίγα απλά υλικά, οι μαθητές μέσης εκπαίδευσης, που έχουν ήδη κατανοήσει τους βασικούς κανόνες ηλεκτρισμού, μπορούν να δημιουργήσουν τη δική τους λειτουργική γεννήτρια κινητήρων. Οι μαθητές μπορούν να παρατηρήσουν πόσο μικρές αλλαγές επηρεάζουν την περιστροφή των κινητήρων και πειραματίζονται για να δουν πόσο γρήγορα μπορούν να κάνουν τον κινητήρα να λειτουργήσει.
Για αυτό το πρόγραμμα, οι φοιτητές θα χρειαστούν ένα απλό κιτ κινητήρα, όπως αυτά που διατίθενται στο διαδίκτυο ή από ένα μοντέλο ή κατάστημα χόμπι. Αυτά τα κιτ συνήθως περιλαμβάνουν μαγνητικό σύρμα, συνδετήρες, μαγνήτες νεοδυμίου, πυξίδα και γυαλόχαρτο, καθώς και υλικό τοποθέτησης. Εκτός από αυτές τις προμήθειες, οι σπουδαστές θα χρειαστούν επίσης ψαλίδια, ένα μικρό πείρο (όπως το καπάκι από έναν δείκτη), ένα χάρακα, ένα χαρτόνι 2 σε 3 ίντσες, ηλεκτρική ταινία και μια μπαταρία C.
Χρησιμοποιώντας τα παραπάνω υλικά, οι μαθητές σπείρουν το καλώδιο γύρω από το μικρό πείρο για να δημιουργήσουν ένα ηλεκτρομαγνήτη, με άξονες (μήκη ευθύγραμμου, ξετυλιγμένου σύρματος) σε κάθε πλευρά. Η επίστρωση μόνωσης του ηλεκτρικού καλωδίου πρέπει να αφαιρεθεί από τα άκρα των αξόνων. Κατασκευάστε τα υποστηρίγματα του άξονα από τους συνδετήρες χαρτιού και συνδέστε τα με την μπαταρία. Τοποθετήστε τους τρεις μαγνήτες νεοδυμίου στη μπαταρία και ισορροπήστε τον ηλεκτρομαγνήτη επάνω στα υποστηρίγματα, προκαλώντας την περιστροφή του ηλεκτρομαγνήτη.
Μετά την κατασκευή του κινητήρα, οι μαθητές μπορούν να πειραματιστούν προσθέτοντας ή αφαιρώντας τους μαγνήτες και βλέποντας πώς η πυξίδα τους αντιδρά στις διαφορετικές αλλαγές που έγιναν στον κινητήρα. Οι μαθητές θα πρέπει να παρουσιάσουν τα ευρήματά τους, καθώς και τον τελικό κινητήρα, ως επιστημονικό έργο. Τα βίντεο των διαφόρων συνθέσεων κινητήρα προσφέρουν μια καλή προσθήκη στο τελικό έργο.
Φοιτητές Γυμνασίου - Δίοδος υπερθέρμανσης
Αυτό το έργο απαιτεί από τον συμμετέχοντα να έχει εμπειρία με την ηλεκτρονική. Απαιτεί επίσης εξειδικευμένο εξοπλισμό από ηλεκτρονικά καταστήματα και μερικές βασικές προφυλάξεις ασφαλείας, που σημαίνει ότι αυτό το έργο λειτουργεί καλύτερα για τους μαθητές στο γυμνάσιο.
Το έργο αυτό επικεντρώνεται στην ηλεκτρονική και τη θερμότητα. Κατά την κατασκευή ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος με συγκολλητικό σίδερο, τα καλώδια καίγονται πολύ. Ο στόχος αυτού του έργου είναι να καθορίσει πόσο καιρό χρειάζεται για να υπερθερμανθεί μια συσκευή ημιαγωγού. Για να προσδιοριστεί αυτό, οι φοιτητές χρειάζονται 10 διόδους 1N4001, μπαταρίες 9 βολτ και κλιπ μπαταρίας, ψηφιακό πολύμετρο, αντίσταση 10 1 MΩ, αρκετά μικρά μήκη σύρματος, συγκολλητικό σίδερο, συγκολλητικό χωρίς μόλυβδο, μικρό μέσον, , ένα θερμόμετρο ασφαλές για το φούρνο, ένα χρονόμετρο και ένα φούρνο κουζίνας.
Βαθμολογήστε τις διόδους συνδέοντάς τις πρώτα με μια πηγή χαμηλής κατανάλωσης μπαταρίας και έπειτα τις ρυθμίζετε στο φούρνο σε χαμηλή θερμοκρασία - μέχρι 170 μοίρες - μέχρι να έχουν όλοι την ίδια θερμοκρασία. Συνδέστε το συγκολλητικό σίδερο για να το θερμαίσετε και αφού φτάσει στη θερμοκρασία, αγγίξτε το σε μία από τις διόδους για ένα δευτερόλεπτο και, στη συνέχεια, σημειώστε τυχόν αλλαγές στην ένδειξη τάσης με το πολύμετρο.
Επαναλάβετε αυτή τη διαδικασία για κάθε δίοδο. Στο επόμενο βήμα, αλλάξτε το χρονικό διάστημα που το όπλο συγκόλλησης αγγίζει τη δίοδο και μετρήστε τα αποτελέσματα με το πολύμετρο. Σημειώστε πόσο διαρκεί πριν κάθε διόδου φτάσει σε μια θερμοκρασία όπου δεν δίνει πλέον ένδειξη τάσης. Σημειώστε τα ευρήματά σας και παρουσιάστε τα ως ένα έργο επιστήμης μαζί με οπτικά βοηθήματα.