Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- Ala-asteen oppilaat - sähköinen mallinnus savihanke
- Keskiluokan opiskelijat - sähkömoottorigeneraattoriprojekti
- Lukiolaiset - Ylikuumenemisdiodien projekti
Elektroniikkaan liittyvät tiedeprojektit tarjoavat mielenkiintoisia ja mielenkiintoisia tapoja oppia sähköstä. Tämäntyyppiset käytännön projektit antavat opiskelijoille mahdollisuuden oppia yhdestä suurimmista nykymaailman voimista. Sähkökeskeiset tieteelliset kokeet ovat joko yksinkertaisia tai monimutkaisia, riippuen mallin tai muiden rakennettavien kohteiden laajuudesta ja tarvittavista materiaaleista.
Ala-asteen oppilaat voivat lisätä sähkökomponentteja saviveistoksien mallintamiseen yksinkertaisilla tekniikoilla ja sähköä johtavalla savilla, joita on saatavana verkosta tai harrastekaupoista. Keskiasteen ja keskiasteen oppilaille monimutkaisemmat projektit saattavat olla sopivia, kuten rakentaa oma yksinkertainen moottori tai kirjata kuinka kauan diodien toiminta lopettaa, kun ne altistuvat suurelle kuumuudelle.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Kaiken ikäiset opiskelijat voivat oppia sähköstä käytännössä suorittamalla sähkökeskeisen tiedeprojektin. Ala-asteen oppilaat voivat lisätä liikettä ja valoja saviveistoksien mallintamiseen, keskiasteen oppilaat voivat rakentaa omia yksinkertaisia moottoreitaan ja lukion oppilaat voivat mitata kuinka kauan diodien toiminta lopettaa, kun heitä nostetaan korkeisiin lämpötiloihin.
Ala-asteen oppilaat - sähköinen mallinnus savihanke
Ajatus liikkeen tai valon lisäämisestä saviveistoksien mallintamiseen innostaa todennäköisesti ala-asteen oppilaita. Tämä projekti tarjoaa opiskelijoille mielenkiintoisen tavan saada perustiedot yksinkertaisista, rinnakkaisista ja sarjakytkentäisistä sähköpiireistä sekä luoda projektin, josta he nauttivat esitelläkseen ikäisensä. Tätä hanketta varten opiskelijat voivat ostaa sähköisen mallintavan savipakkauksen, joka on saatavana verkosta tai harrastekaupasta. Tällaisia sarjoja ovat yleensä paristot, akku, LED-valot, summerit, yksi pieni moottori ja reseptit sekä johtavan että eristävän mallisaven valmistamiseksi keittiön ainesosista. (Katso resurssit)
Aloita projekti seuraamalla reseptiä kahdesta erilaisesta saviversiosta. Aseta paristot akkupakkaukseen, mikä mahdollistaa piirin luomisen molemmilla saveilla. Tee kaksi kappaletta johtavaa savea ja yksi pala eristävää savea. Kiinnitä kolme savimyllyä yhdessä eristävän savin kanssa keskelle. Kiinnitä jokainen akun yksittäisiin johtoihin kiinnitetty metallivarsi - yksi punainen ja yksi musta - jokaisessa johtavaan savityyppään ja valitse sitten LED-valo sarjasta.
Valossa tulisi olla kaksi johtoa, joka tulee ulos pohjastaan, nimeltään johtimet. Kiinnitä pidempi johto, positiivinen tai punainen lyijy johtavan saveen kertakäyttöön, jonka akussa on jo punainen lyijy. Työnnä lyhyempi valon johdin mallintavan sakkaan akun mustalla johdolla. LED-valo ei pala, jos liität johdot väärillä johdoilla. Kytke akku päälle, jotta LED-valo syttyy.
Voit nyt kokeilla moottoria, summereita ja muita sarjan laitteita. Kokeile muovata savi eri muotoihin tai lisätä liikettä valojen mukana. Tee muistiin vaikutukset, joita erilaiset savimuodot tekevät piirien onnistumiseen. Esitä havaintosi yhdessä ainakin yhden onnistuneen sähkösavimallin kanssa tiedeprojektina.
Keskiluokan opiskelijat - sähkömoottorigeneraattoriprojekti
Vain muutamalla yksinkertaisella materiaalilla keskiasteen oppilaat, joilla on jo käsitys sähkön perussäännöistä, voivat rakentaa oman toiminnallisen moottorigeneraattorin. Opiskelijat voivat tarkkailla, kuinka pienet muutokset vaikuttavat moottorin pyörimiseen, ja kokeilla, kuinka nopeasti he voivat saada moottorin käydä.
Tätä hanketta varten opiskelijat tarvitsevat yksinkertaisen moottorisarjan, kuten ne, jotka ovat saatavana verkossa tai malli- tai harrastekaupasta. Nämä sarjat sisältävät yleensä magneettilangan, paperiliittimet, neodyymimagneetit, kompassin ja hiekkapaperin, sekä kiinnityslaitteet. Näiden tarvikkeiden lisäksi opiskelijat tarvitsevat myös sakset, pienen tapin (kuten korkin merkinnästä), viivaimen, 2 x 3 tuuman pahvin, sähköteipin ja C-akun.
Ylläolevia materiaaleja käyttämällä opiskelijat kelavat langan pienen tapin ympärille luodakseen sähkömagneetin, jonka molemmilla puolilla on akselit (suoran, käärittämättömän johdon pituudet). Johdot sähköä eristävä pinnoite on poistettava akselien päistä. Tee akselituet paperiliittimistä ja teippaa ne akkuun. Pino kolme neodyymimagneettia akkuun ja tasapainottele elektromagneetti tukien yläpuolella, aiheuttaen sähkömagneetin pyörimisen.
Moottorin rakentamisen jälkeen opiskelijat voivat kokeilla lisäämällä tai poistamalla magneetteja ja näkemällä kuinka heidän kompassinsa reagoi moottorin erilaisiin muutoksiin. Opiskelijoiden tulee esitellä havaintonsa sekä valmis moottori itse tiedeprojektina. Videot moottorin eri kokoonpanoista antavat hyvän lisäyksen valmiiseen projektiin.
Lukiolaiset - Ylikuumenemisdiodien projekti
Tämä projekti edellyttää osallistujalta kokemusta elektroniikasta. Se vaatii myös erikoislaitteita elektroniikkakaupoista ja joitain perusturvatoimenpiteitä, mikä tarkoittaa, että projekti toimii parhaiten lukion opiskelijoille.
Tämä projekti keskittyy elektroniikka ja lämpö. Kun rakennat elektronista virtapiiriä juotosraudalla, johdot kuumenevat hyvin. Tämän projektin tarkoituksena on selvittää, kuinka kauan puolijohdelaitteen ylikuumeneminen vie. Tämän määrittämiseksi opiskelijat tarvitsevat 10 1N4001 diodiä, 9 voltin pariston ja akun pidikkeet, digitaalisen yleismittarin, 10 1 MΩ vastuksia, useita lyhyitä lankoja, juotosraudan, lyijytön juote, pieni maljakko, johdinsiteet , uunille turvallinen lämpömittari, sekuntikello ja keittiön uuni.
Kalibroi diodit kytkemällä ensin heikkovirtaiseen akkuvirtalähteeseen ja asettamalla sitten uuniin matalaan lämpötilaan - jopa 170 astetta -, kunnes niiden kaikkien lämpötila on sama. Kytke juotosrauta lämmittämään sitä ja kun lämpötila on saavuttanut lämpötilan, kosketa sitä diodien kanssa yhden sekunnin ajan, merkitse sitten jännitteen lukemisen muutokset yleismittarilla.
Toista tämä prosessi jokaiselle diodille. Seuraavassa vaiheessa muuta juotospistoolin kosketusajan pituutta ja mittaa tulokset yleismittarilla. Huomaa, kuinka kauan kestää ennen kuin jokainen diodi saavuttaa lämpötilan, jossa se ei enää anna jännitteen lukemaa. Tee merkinnät havainnoista ja esitä ne tiedeprojektina sekä visuaalisia apuvälineitä.