• Babák
• Családalapítás
• Gyermekek
• Általános szülői tudnivalók
• Újszülöttek
• Tinédzserek
• Kisgyermekek
• Terhesség

Tudományos kísérletek gyerekeknek: Csillám óra készítése

Az elektromosság megismerése

Tudományos kísérletek gyerekeknek: Csillám óra készítése

Mint egy olyan generáció gyermekei, akik egy egyre zöldebb és öko-tudatosabb világban nevelkednek, a gyerekek számára az alacsony energiafogyasztású villanykörte és a hibrid autók a normális. Egy óra készítése, ami citrus erőn fut, nemcsak egy hatékony módja, hogy megerősítse az alternatív energiaforrások mindenhol megtalálhatóságát, de a gyereknek egy nagyszerű lehetőség az elektromosság és a vezető anyagok megismerésére is. Figyelje meg, hogy habár a caimán fogók használata ideális ehhez a kísérlethez, csak akkor használhatja őket, ha az óra elem tartályának pólusai elég nagyok ahhoz, hogy rájuk foghasson. Ha nem, akkor elektrotechnikai izolószalagra lesz szüksége a vezetékek végének a pólusokhoz rögzítéséhez.

Fejlesztett készségek

• Tudományos módszer
• Az elektromosság működésének alapvető megértése

Szükséges eszközök

• 2 nagy citrom vagy más citrus gyümölcs
• 3 réz vezeték, mindegyik kb. 30 cm hosszú
• 2 réz érmé vagy réz szög
• 2 nagy galvanizált cink szög (legalább 5 cm hosszú)
• Elemmel működő óra (olyan, ami egyetlen elemet használ, és nincs konnektora a hálózathoz)
• 2 caimán (elektromos) fogó vagy elektrotechnikai izolószalag
• AA elem
• Papír és ceruza
• Állós filctoll

Ismerje meg az elektromosságot, elektronokat és elemeket

• Nézze meg együtt a gyerekével az AA elemet, hogy az egyik végén "+" jel, a másikon "-" jel van. Ezek a pozitív és negatív pólusok. További feltáráshoz nyissa ki az óra elem tartályát, és figyelje meg, hogy annak is van pozitív és negatív pólusa.
• Az elektromosság kicsi részecskéi, az elektronok áramolhatnak egy negatív és pozitív pólus között, ha van valami, ami összeköti őket, és lehetővé teszi az elektronok áramlását közöttük. Ez a kapcsolat a vezető, és néhány anyag, beleértve a cinket és a rézt, sokkal jobb vezetők, mint más anyagok. Ha két különböző fémet használnak pólusként, az elektronok erősebben nyomnak az egyik irányba, mint a másik, áramot teremtve.
• Az elemmel működő eszközökben az elem maga termeli az elektronokat egy kémiai reakcióval, ami akkor történik, ha egy vezető áramkört hozunk létre az elem behelyezésével a pozitív és negatív pólusok közé az elem tartályban. A kémiai reakció csak akkor zajlik, ha az elem a helyén van.
• Ha vezető anyagokat savas oldatban és lében (mint a citrus gyümölcsökben) helyeznek el, az is kémiai reakciót hoz létre. Ez a reakció lebontja a fém szerkezetét, felszabadítva az elektronokat az oldatba.

Végezze el a kísérletet

Hipotézis felállítása

1. Menjen végig a gyerekével az elektromosság és elemekről szóló háttérinformációkon, hogy biztosítsa az elemek és vezetés alapvető megértését. Mutassa meg a gyerekének az anyagokat, és mondja el, hogy ezekkel fogják az órát elem nélkül működésre bírni.
2. Azonosítsa minden anyagot név és összetétel szerint (pl. réz szög, cink szög), és kérdezze meg tőle, mit gondol, mi történik, ha mindezeket az anyagokat összeköti.
3. Kérje meg, hogy rajzoljon egy egyszerű ábrát arról, hogy mit gondol, mit kell tenni, és mi fog történni. Ez lesz a terv és a hipotézis.

Hogyan játszunk

1. Rögzítse biztonságosan egy réz vezeték egyik végét az egyik cink szög feje alá, becsavarodva a szög körül. Ragasszon egy kis caimán fogót a vezeték másik végére. Ha nincsenek caimán fogók, hagyja a vezeték végét úgy, ahogy van.
2. Csatolja a második réz vezeték végét egy réz szöghez forgatásával a szög körül (vagy, ha érmét használ, rögzítse elektrotechnikai izolószalaggal). A másik caimán fogót rögzítse a vezeték másik végére. Megint, ha nincsenek caimán fogók, hagyja a vezeték végét úgy, ahogy van.
3. Rögzítse egy cink szögöt a harmadik vezeték egyik végéhez, és egy réz szögöt (vagy érmét) a másik végéhez.
4. Hagyja pihenni a vezetékzetet egy pillanatra, és készítse elő a citromokat. Használja az állós filctollt, hogy az egyik citromat "Citrom 1"-nek, a másikat "Citrom 2"-nek jelölje. Ezután lazítania kell a belsejét, és kilocsogtatnia néhány let a belsejébe, anélkül, hogy a héjat megtörné, a citromokat lazán összenyomva, és/vagy asztalon gorogatva őket, miresz lágy nyomást gyakorolva.
5. Helyezze a Citrom 1-et és a Citrom 2-t egymás mellé egy asztalra. Keresse meg az első cink szöghez rögzített vezetéket, és tollonza be a szögöt a Citrom 1-be, gondoskodva arról, hogy a szög áthagyja a héjat, és a tömbbe ágyazódjon, de ne törje át a citrom másik oldalát.
6. Keresse meg a réz szöghez vagy érméhez rögzített vezetéket. Tolja be a szögöt a Citrom 2-be (vagy vágjon egy mély hasadékot a citromban, és helyezze az érmét a hasadékba).
7. Ezután vegye a réz szögöt az egyik végén, cink szögöt a másik végén lévő vezetéket. Tolja be a cink szögöt a Citrom 2-be, kb. 2,5 cm-re a már beágyazott réz szög vagy érméig.
8. Helyezze be a réz szög/érme végét a Citrom 1-be, kb. 2,5 cm-re a már beágyazott cink szög től. 9. Kapcsolja össze a Citrom 1-ben lévő vezeték szabad végét az órával a caimán fogó rögzítésével az óra elem pólusainak egyikére. Ha nincsenek caimán fogók, rögzítse a vezeték végét a pólushoz elektrotechnikai izolószalaggal. Zárja le az áramkört úgy, hogy a Citrom 2-ben lévő vezeték szabad végét ugyanezen módon a másik elem pólusához kapcsolja. Az áramkör bezárásával az óra működni kell. Ha az óra nem fut, lehet, hogy a kapcsolások laposak, az órahoz kötött vezetékek végére ugyanazon fémek vannak rögzítve, vagy a citromból származó áram túl gyenge. Ha minden kapcsolat helyes, próbálja meg krumplival helyettesíteni a citromokat.

Megfigyelések

Kérdezze meg saját magától:

• Miért gondolja, cink és réz szögök kellenek?
• Miért kell összekötni a Citrom 1-et és a Citrom 2-t egymással?
• Hogyan hasonlítanak a citromok egy elemhez, ha összekötve vannak?
• Mi a benne a citromban, ami lehetővé teszi az elektromosság vezetését?
• Milyen más élelmiszerek gondolja, vezetnék elektromosságot?

Mi történik

Amikor a cinket és a rézt a citromlébe teszi, kémiai reakció jön létre, ami a kémiai energiát elektromossá energiává alakítja. Ez az energia átalakítás voltai reakció, ami a citromokat voltai elemmé teszi. A kémiai reakciók elnyomják az elektronokat, amik minden fémből felszabadulnak, a réz vezetéken át, és mivel a fémek különbözők, az elektronok erősebben nyomnak az egyik irányba. Kör alakban mozognak, a vezetékeken át az óra pólusaihoz, és vissza a citromba, elektromos áramot teremtve, ami elég erős lehet az óra működtetéséhez. Amint a citromlé elkezdesi kiszáradni, a reakció csökken, és ki kell cserélni az "elemet".

Bővítse a tanulást

Próbálja ki más citrus gyümölcsöket, narancslét, vagy üdítőt, hogy megnézze, hogyan működnek voltai elemekként.