แนวคิดโครงงานอิเล็กทรอนิกส์สำหรับนักเรียน

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• นักเรียนระดับประถมศึกษา - โครงการดินจำลองไฟฟ้า
• นักเรียนระดับกลาง - โครงการเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• นักเรียนมัธยม - โครงการไดโอดความร้อนสูงเกินไป

โครงงานวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กทรอนิคส์เสนอวิธีที่น่าตื่นเต้นและน่าสนใจในการเรียนรู้เกี่ยวกับไฟฟ้า โครงงานประเภทนี้ช่วยให้นักเรียนได้เรียนรู้เกี่ยวกับหนึ่งในพลังที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่ขับเคลื่อนโลกยุคใหม่ การทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่เน้นเรื่องไฟฟ้านั้นง่ายหรือซับซ้อนขึ้นอยู่กับขนาดของแบบจำลองหรือวัตถุอื่น ๆ ที่ถูกสร้างขึ้นและประเภทของวัสดุที่ต้องการ

นักเรียนระดับประถมศึกษาสามารถเพิ่มอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อสร้างแบบจำลองประติมากรรมดินเหนียวโดยใช้เทคนิคง่าย ๆ และดินเหนียวที่นำไฟฟ้าได้ทางออนไลน์หรือที่ร้านขายงานอดิเรก สำหรับนักเรียนมัธยมและมัธยมโครงการที่ซับซ้อนอาจเหมาะสมเช่นการสร้างมอเตอร์ง่าย ๆ หรือบันทึกนานแค่ไหนที่ไดโอดหยุดทำงานเมื่อสัมผัสกับความร้อนสูง

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

นักเรียนทุกวัยสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับไฟฟ้าในทางปฏิบัติโดยการทำโครงงานวิทยาศาสตร์ที่เน้นเรื่องไฟฟ้า นักเรียนระดับประถมสามารถเพิ่มการเคลื่อนไหวและแสงเพื่อสร้างแบบจำลองประติมากรรมดินเผานักเรียนมัธยมต้นสามารถสร้างมอเตอร์ง่าย ๆ ของตนเองและนักเรียนมัธยมสามารถวัดระยะเวลาที่ไดโอดหยุดทำงานเมื่อยกขึ้นเป็นอุณหภูมิสูง

นักเรียนระดับประถมศึกษา - โครงการดินจำลองไฟฟ้า

แนวคิดของการเพิ่มการเคลื่อนไหวหรือแสงเพื่อสร้างแบบจำลองประติมากรรมดินเผามีแนวโน้มที่จะกระตุ้นนักเรียนระดับประถมศึกษา โครงงานนี้นำเสนอวิธีที่น่าสนใจสำหรับนักเรียนในการทำความเข้าใจพื้นฐานของวงจรไฟฟ้าที่เรียบง่ายขนานและอนุกรมรวมทั้งสร้างโครงงานที่พวกเขาสนุกกับการนำเสนอต่อเพื่อน ๆ สำหรับโครงการนี้นักเรียนสามารถซื้อชุดดินแบบจำลองไฟฟ้าออนไลน์หรือจากร้านขายอุปกรณ์งานอดิเรก ชุดดังกล่าวมักจะรวมแบตเตอรี่, แบตเตอรี่, ไฟ LED, buzzers, มอเตอร์ขนาดเล็กและสูตรสำหรับการทำดินเหนียวทั้งแบบสื่อกระแสไฟฟ้าและแบบฉนวนจากส่วนผสมในครัว (ดูแหล่งข้อมูล)

เริ่มต้นโครงการโดยทำตามสูตรเพื่อให้ดินที่แตกต่างกันสองรุ่น ใส่แบตเตอรี่ลงในก้อนแบตเตอรี่ซึ่งทำให้สามารถสร้างวงจรโดยใช้ดินเหนียวทั้งสองชนิด ทำก้อนดินเหนียวสองก้อนและก้อนดินฉนวนหนึ่งก้อน ติดก้อนดินทั้งสามพร้อมกับฉนวนดินตรงกลาง ติดแท่งโลหะแต่ละอันที่ติดอยู่กับสายไฟแต่ละก้อนจากแบตเตอรี่ - หนึ่งสีแดงและสีดำหนึ่งอัน - ลงในก้อนดินเหนียวตัวนำแต่ละอันจากนั้นเลือกไฟ LED จากชุดอุปกรณ์

แสงควรมีเส้นลวดสองเส้นยื่นออกมาจากฐานเรียกว่าลีด ติดตะกั่วที่ยาวขึ้นตะกั่วที่เป็นบวกหรือสีแดงเข้าไปในก้อนดินเหนียวที่มีตะกั่วสีแดงอยู่ในแบตเตอรี่ สอดสายไฟที่สั้นลงจากแสงลงในก้อนดินแบบจำลองด้วยลวดสีดำจากแบตเตอรี่ LED จะไม่ติดขึ้นหากคุณจับคู่สายกับสายผิด เปิดก้อนแบตเตอรี่เพื่อเปิดไฟ LED

ตอนนี้คุณสามารถทดลองใช้กับมอเตอร์, buzzers และอุปกรณ์อื่น ๆ จากชุด ลองปั้นดินเป็นรูปร่างต่าง ๆ หรือเพิ่มการเคลื่อนไหวพร้อมกับแสง จดบันทึกเอฟเฟกต์ที่มีรูปร่างที่แตกต่างกันทำให้ความสำเร็จของวงจร นำเสนอสิ่งที่คุณค้นพบพร้อมกับแบบจำลองดินเหนียวไฟฟ้าที่ประสบความสำเร็จอย่างน้อยหนึ่งรูปแบบเป็นโครงงานวิทยาศาสตร์

นักเรียนระดับกลาง - โครงการเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ด้วยวัสดุที่เรียบง่ายเพียงไม่กี่นักเรียนมัธยมที่มีความเข้าใจในกฎพื้นฐานของการไฟฟ้าสามารถสร้างเครื่องกำเนิดมอเตอร์ทำงานของตัวเอง นักเรียนสามารถสังเกตได้ว่าการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ นั้นมีผลต่อการหมุนของมอเตอร์อย่างไรและทำการทดลองเพื่อดูว่าพวกเขาสามารถทำให้มอเตอร์วิ่งได้เร็วแค่ไหน

สำหรับโครงการนี้นักเรียนจะต้องมีชุดมอเตอร์ง่าย ๆ เช่นชุดออนไลน์หรือจากรุ่นหรือร้านงานอดิเรก ชุดเหล่านี้มักจะประกอบด้วยลวดแม่เหล็ก, คลิปหนีบกระดาษ, แม่เหล็กนีโอไดเมีย, เข็มทิศและกระดาษทรายรวมทั้งอุปกรณ์ติดตั้ง นอกเหนือจากอุปกรณ์เหล่านี้นักเรียนจะต้องใช้กรรไกรเดือยเล็ก ๆ (เช่นหมวกจากเครื่องหมาย) ผู้ปกครองชิ้นกระดาษแข็งขนาด 2 x 3 นิ้วเทปไฟฟ้าและแบตเตอรี่ C

โดยใช้วัสดุด้านบนนักเรียนขดลวดรอบเดือยเล็ก ๆ เพื่อสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าโดยมีเพลา (ความยาวของเส้นลวดตรงและไม่ขดลวด) ในแต่ละด้าน การเคลือบฉนวนสายไฟจะต้องถูกลบออกจากปลายเพลา ทำให้เพลารองรับจากคลิปหนีบกระดาษและติดเข้ากับแบตเตอรี่ วางแม่เหล็กนีโอดิเมียมสามก้อนบนแบตเตอรี่และปรับสมดุลแม่เหล็กไฟฟ้าบนยอดที่รองรับทำให้แม่เหล็กไฟฟ้าหมุน

หลังจากสร้างมอเตอร์นักเรียนสามารถทดลองโดยการเพิ่มหรือเอาแม่เหล็กออกและดูว่าเข็มทิศของพวกเขาตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นกับมอเตอร์อย่างไร นักเรียนควรนำเสนอสิ่งที่ค้นพบรวมถึงกลไกที่เสร็จสิ้นแล้วในโครงงานวิทยาศาสตร์ วิดีโอของการกำหนดค่ามอเตอร์ที่แตกต่างกันเป็นสิ่งที่ดีสำหรับโครงการที่เสร็จสมบูรณ์แล้ว

นักเรียนมัธยม - โครงการไดโอดความร้อนสูงเกินไป

โครงการนี้ต้องการให้ผู้เข้าร่วมมีประสบการณ์กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ยังต้องใช้อุปกรณ์พิเศษจากร้านค้าอิเล็กทรอนิกส์และข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยขั้นพื้นฐานซึ่งหมายความว่าโครงการนี้ทำงานได้ดีที่สุดสำหรับนักเรียนในโรงเรียนมัธยม

โครงการนี้มุ่งเน้นไปที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และความร้อน เมื่อสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วยหัวแร้งตะกั่วจะร้อนมาก โครงการนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อกำหนดระยะเวลาที่อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำจะร้อนเกินไป เพื่อตรวจสอบสิ่งนี้นักเรียนต้องการไดโอด 1 1N4001 10 อัน, แบตเตอรี่ 9 โวลต์และคลิปแบตเตอรี่, มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล, ตัวต้านทาน 10 1 M several, ความยาวสั้น ๆ หลายสาย, หัวแร้ง, บัดกรีไร้สารตะกั่ว, ลวดเล็ก ๆ เครื่องวัดอุณหภูมิที่ปลอดภัยสำหรับเตาอบนาฬิกาจับเวลาและเตาอบครัว

ปรับเทียบไดโอดด้วยการเชื่อมต่อเข้ากับแหล่งพลังงานแบตเตอรี่ต่ำก่อนแล้วจึงตั้งค่าในเตาอบที่อุณหภูมิต่ำ - สูงสุด 170 องศา - จนกว่าพวกเขาจะมีอุณหภูมิเท่ากัน เสียบหัวแร้งเพื่อทำให้ความร้อนขึ้นและหลังจากถึงอุณหภูมิแล้วให้สัมผัสกับหนึ่งในไดโอดเป็นเวลาหนึ่งวินาทีจากนั้นสังเกตการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในการอ่านแรงดันไฟฟ้าด้วยมัลติมิเตอร์

ทำซ้ำกระบวนการนี้สำหรับแต่ละไดโอด ในขั้นตอนถัดไปเปลี่ยนระยะเวลาที่ปืนบัดกรีสัมผัสกับไดโอดและวัดผลลัพธ์ด้วยมัลติมิเตอร์ โปรดทราบว่าต้องใช้เวลานานเท่าใดก่อนที่ไดโอดแต่ละตัวจะถึงอุณหภูมิที่ไม่ให้แรงดันไฟฟ้าอ่านอีกต่อไป จดบันทึกสิ่งที่คุณค้นพบและนำเสนอเป็นโครงงานวิทยาศาสตร์พร้อมด้วยสื่อช่วยในการมองเห็น