Zawartość
Ludzie używali energii wodnej od tysięcy lat, ale odkrycie, jak wykorzystać energię elektryczną za pomocą generatorów elektrycznych pod koniec XIX wieku, doprowadziło do powstania energii elektrycznej wytwarzanej przez wodę. Zapory hydroelektryczne zasilają domy, szkoły, fabryki i firmy, obracając duże turbiny wytwarzające energię elektryczną. Piąta równiarka zainteresowana zasobami zielonej energii może zbudować miniaturowy hydro-generator do projektu naukowego z elektrycznością wytwarzaną przez wodę.
Badania
Dobrzy naukowcy zaczynają od odkrycia, co inni naukowcy przed nimi już odkryli. Czytaj książki, artykuły i opracowania na temat historii energetyki wodnej i nauki stojącej za elektrycznością wytwarzaną przez wodę. Sformułuj pytanie, takie jak „Ile woltów energii elektrycznej wystarcza na zasilenie małego obciążenia, takiego jak żarówka lub zegar podróżny?” lub „Jak silny jest prąd wytwarzany przez pojedynczy wirnik?”
Hipoteza
Biorąc pod uwagę swoje badania, zgadnij, jak udzielić odpowiedzi na swoje pytanie. Napisz hipotezę, na przykład: „3-woltowy silnik prądu stałego wytworzy ładunek elektryczny wystarczający do oświetlenia miniaturowej żarówki”. Podaj hipotezę w wymierny sposób, który możesz udowodnić lub obalić za pomocą testów.
Procedura testowa
Zbuduj generator wody i podłącz go do multimetru lub małej żarówki (lub innego obciążenia o niskim napięciu), aby zmierzyć wyniki w oparciu o twoją hipotezę. Rób zdjęcia lub nagrywaj filmy na każdym etapie. Jednym prostym projektem generatora jest nasunięcie cylindra korkowego na obracające się ramię niskonapięciowego silnika prądu stałego prądu stałego (dostępne w sklepach hobby). Złam końcówki miarki z kilku plastikowych łyżek i wepchnij tępe końce w boki korka, aby utworzyć turbinę. Przymocuj silnik do jednego końca drewnianego pręta w celu uzyskania uchwytu, pozwalając wirującemu ostrzu zwisać poniżej dolnej krawędzi. Zamocuj przewody krokodylkowe do silnika i multimetru lub małego obciążenia. Włącz silnik i opuść ostrze do zbiornika wody, utrzymując korpus silnika nad linią wody. Przeczytaj napięcie wyjściowe na multimetrze lub sprawdź, czy obciążenie działa. Możesz także spróbować połączyć kilka turbin napędzanych silnikiem, aby dowiedzieć się, ile woltów można wytworzyć za pomocą łańcucha generatorów lub ile woltów potrzeba do uruchomienia innych obciążeń. Dla studentów, którzy chcą większego wyzwania, Green Learning Canada zapewnia szczegółowe instrukcje, jak zrobić bardziej zaangażowany projekt hydro-generatora.
Wyniki
Porównaj wyniki z hipotezą. Twórz wykresy i wykresy danych testowych. Ustal, czy udowodniłeś lub obaliłeś swoją hipotezę. Napisz podsumowanie badań podstawowych, pytania, hipotezy, testy i naukowe wyjaśnienie wyników. Ułóż zdjęcia, wykresy, wykresy i pisemne podsumowania w porządku chronologicznym na potrójnej planszy targów naukowych. Przygotuj pokaz swojego eksperymentu na stole ekspozycyjnym lub pokaż wideo z procesu testowania na targach naukowych.