Contenu
- TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
- Élèves du primaire - Projet de pâte à modeler électrique
- Étudiants de niveau moyen - Projet de générateur de moteur électrique
- Élèves du secondaire - Projet de diodes de surchauffe
Les projets scientifiques faisant appel à l’électronique offrent des moyens intéressants et intéressants d’apprendre sur l’électricité. Ces types de projets pratiques permettent aux étudiants d’en apprendre davantage sur l’une des plus grandes forces qui animent le monde moderne. Les expériences scientifiques axées sur l'électricité sont simples ou complexes, en fonction de l'échelle du modèle ou des autres objets en cours de construction et des types de matériaux nécessaires.
Les élèves du primaire peuvent ajouter des composants électriques à la modélisation de sculptures en argile à l’aide de techniques simples et d’argile conductrice disponible en ligne ou dans les magasins d'articles de loisirs. Pour les collégiens et les lycéens, des projets plus complexes peuvent convenir, tels que la construction de leur propre moteur simple ou l'enregistrement du temps nécessaire aux diodes pour cesser de fonctionner lorsqu'elles sont exposées à une chaleur intense.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Les étudiants de tous âges peuvent apprendre l’électricité de manière pratique en participant à un projet scientifique axé sur l’électricité. Les élèves du primaire peuvent ajouter du mouvement et des lumières à la sculpture en argile, les collégiens peuvent construire leurs propres moteurs simples et les lycéens peuvent mesurer le temps qu'il faut au diode pour cesser de fonctionner lorsqu'ils sont portés à des températures élevées.
Élèves du primaire - Projet de pâte à modeler électrique
L'idée d'ajouter du mouvement ou des lumières à la modélisation de sculptures en argile excitera probablement les élèves du primaire. Ce projet offre aux étudiants un moyen intéressant d’acquérir une compréhension de base des circuits électriques simples, parallèles et en série, ainsi que de créer un projet qu’ils aiment présenter à leurs pairs. Pour ce projet, les étudiants peuvent acheter un kit de pâte à modeler électrique, disponible en ligne ou dans un magasin d'articles de loisir. Ces kits comprennent généralement des piles, un bloc-piles, des lampes à LED, des avertisseurs sonores, un petit moteur et des recettes pour la fabrication d’argile à modeler conductrice et isolante à partir d’ingrédients de cuisine. (Voir Ressources)
Commencez le projet en suivant la recette pour créer les deux versions différentes d’argile. Insérez les piles dans le bloc-piles, ce qui permet de créer un circuit utilisant les deux types d’argile. Faire deux morceaux d'argile conductrice et un morceau d'argile isolante. Collez les trois morceaux d'argile avec l'argile isolante au milieu. Collez chaque tige métallique attachée aux fils individuels du bloc de batterie - un rouge et un noir - dans chacun des morceaux d'argile conducteurs, puis choisissez une lumière DEL du kit.
La lumière doit avoir deux fils sortant de sa base, appelés fils. Collez le fil le plus long, positif ou rouge, dans la masse d'argile conductrice qui contient déjà un fil rouge provenant de la batterie. Insérez le fil le plus court de la lumière dans le bloc de pâte à modeler avec le fil noir de la batterie. La LED ne s'allumera pas si vous associez les fils avec les mauvais fils. Allumez la batterie pour allumer le voyant.
Vous pouvez maintenant expérimenter avec le moteur, les vibreurs et autres équipements du kit. Essayez de modeler l'argile en différentes formes ou d'ajouter du mouvement avec des lumières. Notez les effets des différentes formes d’argile sur le succès des circuits. Présentez vos résultats, avec au moins un modèle d'argile électrique réussi, en tant que projet scientifique.
Étudiants de niveau moyen - Projet de générateur de moteur électrique
Avec quelques matériaux simples, les collégiens, qui connaissent déjà les règles de base de l’électricité, peuvent construire leur propre générateur à moteur fonctionnel. Les étudiants peuvent observer l'impact de petits changements sur la rotation des moteurs et expérimenter pour voir à quelle vitesse ils peuvent faire tourner le moteur.
Pour ce projet, les étudiants auront besoin d’un kit moteur simple, tel que ceux disponibles en ligne, dans un magasin de modélisme ou pour un magasin de loisirs. Ces kits comprennent généralement du fil magnétique, des trombones, des aimants au néodyme, une boussole et du papier de verre, ainsi que le matériel de montage. En plus de ces fournitures, les élèves auront également besoin de ciseaux, d’un petit goujon (tel que le capuchon d’un marqueur), d’une règle, d’un carton 2 x 3 pouces, de ruban isolant et d’une pile C.
En utilisant les matériaux ci-dessus, les élèves enroulent le fil autour du petit goujon pour créer un électro-aimant, avec des axes (longueurs de fil droit non déroulé) de chaque côté. Le revêtement isolant des câbles électriques doit être retiré des extrémités des essieux. Fabriquez les supports d’essieu à partir des trombones et collez-les à la batterie. Empilez trois aimants en néodyme sur la batterie et placez l’électroaimant au dessus des supports, ce qui entraîne la rotation de celui-ci.
Après avoir construit le moteur, les élèves peuvent expérimenter en ajoutant ou en retirant des aimants et en voyant comment leur compas réagit aux différents changements apportés au moteur. Les élèves doivent présenter leurs découvertes, ainsi que le moteur fini, en tant que projet scientifique. Les vidéos des différentes configurations de moteur constituent un bon ajout au projet final.
Élèves du secondaire - Projet de diodes de surchauffe
Ce projet nécessite que le participant ait de l'expérience en électronique. Il nécessite également du matériel spécialisé dans les magasins d’électronique et des mesures de sécurité élémentaires, ce qui signifie que ce projet fonctionne mieux pour les élèves du secondaire.
Ce projet se concentre sur l'électronique et la chaleur. Lors de la construction d'un circuit électronique avec un fer à souder, les fils deviennent très chauds. L'objectif de ce projet est de déterminer le temps nécessaire à la surchauffe d'un dispositif semi-conducteur. Pour le déterminer, les élèves ont besoin de 10 diodes 1N4001, d’une pile de 9 volts et de pinces de pile, d’un multimètre numérique, de 10 résistances MΩ, de plusieurs longueurs de fil, d’un fer à souder, d’une soudure sans plomb, d’un petit étau et de colliers métalliques. , un thermomètre allant au four, un chronomètre et un four de cuisine.
Étalonnez les diodes en les connectant d’abord à une source d’alimentation pour batterie à faible courant, puis en les plaçant dans le four à basse température - jusqu’à 170 degrés - jusqu’à ce qu’elles aient toutes la même température. Branchez le fer à souder pour le chauffer. Une fois la température atteinte, effleurez l'une des diodes pendant une seconde, puis notez tout changement dans la lecture de la tension avec le multimètre.
Répétez cette procédure pour chaque diode. Dans l'étape suivante, modifiez la durée pendant laquelle le pistolet à souder touche la diode et mesurez les résultats avec le multimètre. Notez combien de temps il faut avant que chaque diode atteigne une température où elle ne donne plus une lecture de tension. Prenez note de vos découvertes et présentez-les comme un projet scientifique accompagné de supports visuels.