Inhoud
Mensen gebruiken al duizenden jaren waterkracht, maar de ontdekking van hoe elektrische energie te benutten door middel van elektrische generatoren in de late jaren 1800 leidde tot door water opgewekte elektriciteit. Hydro-elektrische dammen voeden huizen, scholen, fabrieken en bedrijven door grote turbines te draaien die elektriciteit produceren. Een vijfde-klasser die geïnteresseerd is in groene energiebronnen kan een miniatuur-waterkrachtgenerator bouwen voor een wetenschappelijk project met water opgewekte elektriciteit.
Onderzoek
Goede wetenschappers beginnen met uit te zoeken wat andere wetenschappers al eerder hadden ontdekt. Lees boeken, artikelen en studies over de geschiedenis van waterkracht en de wetenschap achter water opgewekte elektriciteit. Formuleer een vraag als "Hoeveel volt elektriciteit is er nodig om een kleine lading te laten draaien, zoals een gloeilamp of een reisklok?" of "Hoe sterk van een stroom produceert een enkele rotor?"
Hypothese
Rekening houdend met uw onderzoek, maak een gefundeerde schatting van het antwoord op uw vraag. Schrijf een hypothese zoals: "Een 3-volt DC-motor produceert voldoende elektrische lading om een miniatuurlamp te verlichten." Noem de hypothese in meetbare termen die u met testen kunt bewijzen of weerleggen.
Test procedure
Bouw een watergenerator en bevestig deze aan een multimeter of kleine gloeilamp (of andere laagspanningsbelasting) om uw resultaten te meten tegen uw hypothese. Neem foto's of video van elke fase. Een eenvoudig generatorontwerp is om een kurkcilinder op de roterende arm van een laagspannings-DC-hobbymotor te schuiven (verkrijgbaar bij hobbywinkels). Breek de schepuiteinden van verschillende plastic lepels en duw de stompe uiteinden in de zijkanten van de kurk om een turbine te vormen. Bevestig de motor aan een uiteinde van een houten stang voor een handvat en laat het draaiende mes onder de onderkant hangen. Bevestig de krokodillenklemmen aan de motor en een multimeter of kleine belasting. Schakel de motor in en laat het mes in een bak met water zakken, waarbij het motorlichaam boven de waterlijn blijft. Lees de spanningsuitgang op de multimeter of controleer of de belasting functioneert. Je kunt ook proberen verschillende motoraangedreven turbines aan elkaar te koppelen om erachter te komen hoeveel volt je kunt produceren met een keten van generatoren, of hoeveel volt er nodig is om andere belastingen te laten draaien. Voor studenten die een grotere uitdaging willen, biedt Green Learning Canada gedetailleerde instructies voor het maken van een meer betrokken hydro-generatorontwerp.
resultaten
Vergelijk de resultaten met de hypothese. Maak grafieken en diagrammen van de testgegevens. Bepaal of u uw hypothese hebt bewezen of weerlegd. Schrijf een samenvatting van het achtergrondonderzoek, de vraag, de hypothese, het testen en de wetenschappelijke verklaring voor de resultaten. Plaats de afbeeldingen, grafieken, grafieken en geschreven samenvattingen netjes in chronologische volgorde op een driebladig wetenschapsbeurs displaybord. Stel een demonstratie van uw experiment op uw displaytafel in of toon een video van het testproces op de wetenschapsbeurs.