Схематичні наукові проекти

Ви коли-небудь замислювались про різницю між акумуляторами та електрикою від розетки або про те, як зробити схему?

На цій сторінці ви дізнаєтесь про електрони та електричний струм, батареї, схеми тощо!

Схематичні наукові проекти

Побудуйте схему

Як зробити схему? Схема - це шлях, по якому тече електрика. Він починається від джерела живлення, як акумулятор, і тече по дроту до лампочки або іншого предмета і назад до іншої сторони джерела живлення. Ви можете створити власну схему і подивитися, як це працює з цим проектом!

Що тобі потрібно:

Маленька лампочка (або лампочка ліхтарика)
2 батареї (з правильною напругою для лампочки)
2 дроти із затискачів-алігаторів або алюмінієва фольга *
Скріпки
Стрічка (скотч® стрічка також працює)
Тримач колби (необов’язково)
Тримачі акумуляторів (додатково **)

* Щоб замість проводів використовувати фольгу, виріжте 2 смужки, кожна довжиною 6 ″ і шириною 3 ″. Щільно складіть кожен уздовж довгого краю, щоб вийшла тонка смужка.)
** Щоб використовувати скріпки замість тримачів акумуляторів, приклейте один кінець скріпки до кожного кінця акумулятора за допомогою тонких стрічок стрічки. Потім підключіть дроти до скріпок.

Частина 1 - Створення ланцюга:

Підключіть один кінець кожного дроту до гвинтів на основі тримача лампочки. (Якщо ви використовуєте фольгу, попросіть дорослого допомогти вам відкрутити кожен гвинт настільки, щоб помістити під нього смужку фольги.)
Підключіть вільний кінець одного проводу до мінусового («-») кінця однієї батареї. Щось трапляється?
Прикріпіть вільний кінець іншого дроту до позитивного («+») кінця акумулятора. Тепер що відбувається?

Частина 2 - Додавання сили

Від'єднайте акумулятор від ланцюга. Встановіть одну батарею так, щоб кінець «+» був спрямований вгору, а потім встановіть іншу батарею поруч з нею, щоб плоский кінець «-» був спрямований вгору. Закріпіть на середині батареї скотчем, щоб утримувати їх разом.
Встановіть скріпку скрізь батареї так, щоб вона з'єднувала кінець “+” одного з кінцем “-” іншого. Заклейте скріпку вузьким шматочком стрічки (не заклеюйте металеві кінці батареї).
Переверніть батареї і закріпіть на кожній батареї один кінець скріпки. Тепер ви можете підключити один провід до кожної скріпки. (У нижній частині акумуляторної батареї повинна бути лише одна скріпка - не підключайте до неї провід.)
Вільні кінці проводів підключіть до лампочки.

(Примітка: Замість кроків 1-3, ви можете використовувати дві батареї в тримачах акумуляторів і з'єднати їх разом одним дротом.)

Що сталося:

Батареї постачають електроенергію. Коли вони підключені належним чином, вони можуть “живити” такі речі, як ліхтарик, будильник, радіо ... навіть робот!

Чому лампочка не загорілася, коли ви підключили її до одного кінця батареї проводом?

Щоб працювати, електроенергія від акумулятора повинна витікати з одного кінця (мінусового або “-” кінця) і назад через позитивний (“+”) кінця.

Те, що ви побудували за допомогою батареї, дроту та лампочки на кроці 3, називається обрив ланцюга.

Для того, щоб електрика почала надходити, вам потрібно замкнутий контур. Електрика викликається крихітними частинками з негативними зарядами, т.зв. електрони.

Коли ланцюг є повною або замкнутою, електрони можуть текти від одного кінця батареї навколо, через дроти, до іншого кінця батареї. На своєму шляху він буде переносити електрони до електричних об’єктів, які з ним пов’язані - як лампочка - і змусити їх працювати!

У другій частині ви додали ще один акумулятор. Це мало б змусити лампочку горіти яскравіше, оскільки дві батареї разом можуть подавати більше електроенергії, ніж лише одна!

Скріпка по нижній частині акумуляторної батареї дозволяла електриці протікати між батареями, роблячи потік електронів сильнішим.

Ви бачите, як замкнуті та розімкнуті ланцюги працюють, щоб дозволити або зупинити надходження електрики?

Ізолятор або провідник?

Матеріали, через які може протікати електрика, називаються провідниками. Матеріали, що зупиняють надходження електрики, називаються ізоляторами.

Ви можете дізнатися, які речі навколо вашого будинку є провідниками, а які ізоляторами, використовуючи схему, яку ви зробили в останньому проекті, щоб перевірити їх!

Що тобі потрібно:

Схема з лампочкою та 2 батареями
Додатковий дріт для затиску алігатора (або дріт з алюмінієвої фольги *)
Об'єкти для тестування (виготовлені з металу, скла, паперу, дерева та пластику)
Робочий аркуш (необов’язково)

Що ви робите:

Від'єднайте один із проводів від акумуляторної батареї. Підключіть один кінець нового дроту до акумулятора. У вас повинно бути два дроти із вільними кінцями (між лампочкою та акумулятором).
Ви зробили обрив, і лампочка не повинна світитися. Далі ви перевірите об’єкти, щоб побачити, чи є вони провідниками чи ізоляторами. Якщо об’єкт є провідником, лампочка загориться. Це ізолятор, він не буде світитися. Для кожного об’єкта вгадайте, чи вважаєте ви, що кожен об’єкт завершить ланцюг і запалить лампочку чи ні.
З'єднайте кінці вільних проводів з предметом і подивіться, що станеться. Деякі об’єкти, які ви можете перевірити, це скріпка, ножиці (спробуйте леза та ручки окремо), склянка, пластиковий посуд, дерев’яний блок, ваша улюблена іграшка або щось інше, про що ви можете подумати.

Що сталося:

Перш ніж випробовувати кожен предмет, вгадайте, чи загорить лампочка чи ні. Якщо це сталося, об’єктом, до якого ви торкаєтеся проводів, є провідник.

Лампочка загоряється, оскільки провідник завершує або замикає ланцюг, і електрика може надходити від акумулятора до лампочки і назад до акумулятора! Якщо він не світиться, об’єкт є ізолятором, і він зупиняє потік електроенергії, як це робить розімкнута ланцюг.

Коли ви налаштували схему на кроці 1, це була розімкнута схема. Електрони не могли протікати навколо, оскільки два дроти не торкалися. Електрони перервались.

Коли ви поміщали металевий предмет між двома дротами, метал замикав або завершував ланцюг - електрони могли протікати через металевий предмет, щоб потрапити від одного дроту до іншого! Об’єкти, що завершили ланцюг, змусили лампочку загорітися. Ці об'єкти є провідниками. Вони проводять електрику.

Більшість інших матеріалів, таких як пластик, дерево та скло, є ізоляторами. Ізолятор у розімкнутому ланцюзі не завершує ланцюг, тому що по ньому електрони не можуть протікати! Лампочка не загорілася, коли ви поклали ізолятор між проводами.

Якщо ви використовуєте дроти або затискачі з алігатора, уважно подивіться на них. Усередині вони зроблені з металу, але зовні вони мають пластик. Метал - хороший провідник. Пластик - хороший утеплювач. Пластик, обмотаний навколо дроту, допомагає утримувати електрони, що протікають уздовж металевого дроту, блокуючи їх від перенесення на інший об’єкт поза дротами.

Урок схемотехніки

Що таке електрика?

Все навколо вас складається з крихітних частинок, які називаються атомами.

У атомах всередині називаються навіть менші частинки електрони. Електрони завжди мають негативний заряд.

Коли електрони рухаються, вони виробляють електрику!

Електрика - це рух або потік електронів від одного атома до іншого. Не хвилюйтеся, якщо це здається складним. це є!

Електрони називаються субатомними частинками, це означає, що те, що вони роблять, відбувається всередині атомів, тому це досить складна наука.

Ви пам’ятаєте, як дізнавались про магніти? Вони мають позитивні та негативні заряди, а протилежні заряди (+ ”та“ - “) притягуються один до одного. Ну, це однаково для електричних зарядів. Негативно заряджені електрони намагаються збігатися з позитивними зарядами в інших об’єктах.

Як електрони рухаються від одного атома до іншого?

Вони плавають навколо своїх атомів, поки не отримають достатньої кількості електричної енергії, яку можна виштовхнути.

Енергія, яка змушує їх рухатися, надходить від джерела живлення, наприклад, від акумулятора або електричної розетки.

Це працює приблизно так само, як вода протікає через шланг, коли ви вмикаєте кран.

Коли ви вмикаєте вимикач або підключаєте прилад, електрони протікають по проводах і виходять у вигляді електрики, яку ми іноді називаємо "потужністю".

Ви напевно знаєте, для чого в деяких електронних виробах використовуються батареї, а деякі можна підключити до розетки.

Яка різниця? Електроенергія, яка надходить з торгових точок у вашому домі, дуже потужна - у ній багато електронів, що протікають з великою кількістю енергії.

Це називається чергуванням струм, або змінного струму. Електрони в змінному струмі дуже швидко рухаються туди-сюди (настільки швидко, наскільки світло може проїхати) через дроти на сотні миль від великих електростанцій до розеток, вбудованих у стіни будинків і будівель.

Оскільки струм змінного струму настільки потужний, він також може бути дуже небезпечним. Ніколи не торкайтесь лінії електропередач і не вставляйте пальці або інші предмети, крім електричних вилок, у розетки. Ви можете отримати сильний струм, який може нашкодити вам від сильних струмів, що протікають через дроти та розетки.

Батареї забезпечують набагато менш потужну форму електроенергії, яка називається постійним струмом, або постійним струмом. При постійному струмі електрони рухаються лише в одному напрямку - від негативного (-) кінця або терміналу до позитивного (+) терміналу через акумулятор і знову виводять кінець “-”.

Струм, що проходить через дроти, підключені до акумуляторів, набагато безпечніший за струм змінного струму.

Це також дуже корисно для живлення дрібних речей, таких як стільникові телефони, радіо, годинники, іграшки тощо.

Все про схеми

Схема - це шлях, по якому тече електрика. Якщо шлях розірваний, це називається розімкнутою ланцюгом, і електрони не можуть протікати навколо. Якщо ланцюг завершена, це замкнута ланцюг, і електрони можуть протікати навколо від одного кінця джерела живлення (наприклад, від батареї) через провід до іншого кінця джерела живлення. У ланцюзі акумулятора позитивний і негативний кінці батареї потрібно з'єднати через ланцюг, щоб ділитися електронами з лампочкою або іншим об'єктом, підключеним до ланцюга.

Комутатор - це те, що дозволяє розмикати і закривати ланцюг. Якщо ви увімкнули вимикач світла у своєму будинку, ви замикаєте або завершуєте ланцюг. Усередині стіни вимикач завершує ланцюг, і електрика надходить до світла. Коли ви вимикаєте вимикач світла, ланцюг відключається (зараз це обрив ланцюга), електрони перестають надходити, і світло згасає.

Негативно заряджені електрони, про які ми говорили вище, не можуть “стрибати” навколо, щоб збігатися з позитивними зарядами - вони можуть рухатися лише від одного атома до наступного. Ось чому схеми повинні бути повноцінними, щоб працювати.

Життя без електрики

Чи згасала електрика там, де ви живете?

Іноді сильний вітер і бурі можуть збити лінії електропередач (високі стовпи, що тримають товсті дроти, по яких протікає електрика), порушуючи потік електрики.

Коли це трапляється, електрони перестають надходити і не можуть дістатися туди, куди вони прямували. Коли у ваш будинок не надходить електрика, жодне з ліхтарів і розеток не працюватиме!

Якщо надворі темно, всередині теж буде темно.

Комп’ютери, телефони, мікрохвильові печі, радіостанції та інші речі, які потрібно підключити до роботи, перестануть працювати.

Якщо ви втрачали владу раніше, чи можете ви описати, як це було?

Ви робили щось, що було перервано?

Чи доводилося вам використовувати свічки, щоб побачити?

Якщо ви ніколи раніше не стикалися з відключенням електроенергії, спробуйте подумати про те, що ви робите щодня, для чого потрібна електроенергія.

Як би змінився ваш день, якби у вас не було електрики? Чи є речі, якими ви можете скористатися, а не від батарейок?

Перегляньте цей урок з природознавства, щоб дізнатись більше про енергію та різні типи електрики.

Наукові слова

Електрони- крихітні частинки всередині атомів, які завжди мають негативний заряд. Саме вони викликають електрику.

Поточний- електрони, що течуть для виробництва електроенергії.

Відкрита схема- порушений шлях, по якому електрони не можуть протікати.

Замкнутий ланцюг- безперебійний шлях, по якому електрони можуть протікати від джерела живлення назад до іншого кінця джерела живлення.

Схожі повідомлення

Мої наукові привілеї БЕЗКОШТОВНІ! Просто розмістіть замовлення, увійшовши до свого акаунта Home Science Tools, і ви автоматично отримаєте до 6% назад, коли замовлення надійде!