Wetenschapsexperimenten voor kinderen:maak een citroenklok

Leren over elektriciteit

Wetenschappelijke experimenten voor kinderen:maak een citroenklok

Als onderdeel van een generatie kinderen die opgroeit in een steeds groenere en milieubewustere wereld, zijn zaken als spaarlampen en hybride auto's de norm voor uw kind. Het maken van een klok die op citruskracht werkt, is niet alleen een krachtige manier om het idee te versterken dat er overal alternatieve energiebronnen te vinden zijn, maar het is ook een geweldige manier voor haar om meer te leren over elektriciteit en geleidende materialen. Merk op dat hoewel het gebruik van krokodillenklemmen ideaal is voor dit experiment, je ze alleen kunt gebruiken als de aansluitingen in het batterijcompartiment van de klok groot genoeg zijn om op te klikken. Als dat niet het geval is, moet u isolatietape gebruiken om de uiteinden van de draad aan de klemmen te bevestigen.

Vaardigheden die worden geoefend

  • Wetenschappelijke methode
  • Basiskennis van hoe elektriciteit werkt
  • Verkenning van geleidende materialen

Wat u nodig heeft

  • 2 grote citroenen of andere citrusvruchten
  • 3 koperdraden, elk ongeveer 30 cm lang
  • 2 koperen centen of koperen spijkers
  • 2 grote gegalvaniseerde zinknagels (minstens 2 "lang)
  • Klok op batterijen (een die een enkele batterij gebruikt en niet ook een stopcontact heeft)
  • 2 (elektrische) krokodillenklemmen of isolatietape
  • AA-batterij
  • Papier en potlood
  • Permanente markering

Meer informatie over elektriciteit, elektronen en batterijen

  • U en uw kind kunnen samen naar de AA-batterij kijken om te zien dat op het ene uiteinde een "+"-teken staat en op het andere uiteinde een "-"-teken. Deze staan ​​bekend als positieve en negatieve terminals. Open voor verdere verkenning het batterijcompartiment van de klok en merk op dat deze ook positieve en negatieve polen heeft.
  • Kleine deeltjes van elektriciteit, bekend als elektronen, kunnen reizen tussen een negatieve en positieve pool, als er iets is dat ze verbindt waardoor die elektronen ertussen kunnen stromen. Die verbinding staat bekend als een geleider en sommige materialen, waaronder zink en koper, zijn veel betere geleiders dan andere materialen. Wanneer twee verschillende metalen als terminals worden gebruikt, duwen de elektronen harder in de ene richting dan de andere, waardoor een stroom ontstaat.
  • In apparaten die op batterijen werken, maakt de batterij zelf elektronen door een chemische reactie die optreedt wanneer een geleidend circuit wordt gecreëerd door de batterij tussen de positieve en negatieve polen in een batterijcompartiment te plaatsen. De chemische reactie vindt alleen plaats als de batterij is geplaatst.
  • Als geleidende materialen in zure oplossingen en sappen worden geplaatst (zoals die in citrusvruchten), ontstaat er ook een chemische reactie. Die reactie breekt de structuur van het metaal af, waardoor elektronen in de oplossing vrijkomen.

Voer uw experiment uit

Een hypothese maken

1. Neem hier met uw kind de achtergrondinformatie over elektriciteit en batterijen door om er zeker van te zijn dat ze een basisbegrip heeft van hoe batterijen en geleiding werken. Laat je kind de materialen zien die je hebt en vertel haar dat je ze gaat gebruiken om de klok zonder batterij te laten werken.
2. Identificeer elk van de materialen op naam en samenstelling (bijv. een koperen spijker, een nagel), en vraag haar te voorspellen wat er zal gebeuren als je al deze materialen met elkaar verbindt.
3. Laat haar een basisschema maken van wat ze denkt dat je moet doen en wat er zal gebeuren. Dit zal dienen als haar plan en hypothese.

Hoe te spelen

1. Bevestig het ene uiteinde van een stuk koperdraad stevig net onder de kop van een van de zinknagels door het om de nagel te wikkelen. Bevestig een kleine krokodillenklem aan het andere uiteinde van de draad. Als je geen krokodillenklemmen hebt, laat het uiteinde van de draad dan zoals het is.
2. Bevestig het uiteinde van een tweede stuk koperdraad aan een koperen spijker door het rond de spijker te draaien (of, als je met behulp van een cent, bevestig het met isolatietape). Bevestig de andere krokodillenklem aan het andere uiteinde van deze draad. Nogmaals, als je geen krokodillenklemmen hebt, laat het uiteinde van deze draad dan zoals het is.
3. Bevestig een zinknagel aan het ene uiteinde van het derde stuk draad en een koperen spijker (of stuiver) aan het andere einde van het.
4. Leg de bedrading even opzij en bereid de citroenen voor. Gebruik een permanente marker om de ene citroen te labelen als Citroen 1 en de andere als Citroen 2. Vervolgens moet je het vruchtvlees binnenin losmaken en wat van het sap in de citroenen laten komen zonder de schillen te breken door de citroenen voorzichtig uit te knijpen en/of ze te rollen op een tafel terwijl u lichte druk uitoefent.
5. Plaats Citroen 1 en Citroen 2 naast elkaar op een tafel. Zoek de draad die aan de eerste zinken nagel is bevestigd en steek de nagel in Citroen 1, zorg ervoor dat de nagel de schil doorboort en is ingebed in het vlezige gedeelte van de citroen, maar niet uit de andere kant van de citroen komt.
6. Zoek de draad die aan de koperen spijker of penny is bevestigd. Rijd die spijker in Citroen 2 (of snijd een diepe spleet in de citroen en plaats de cent in de spleet).
7. Neem vervolgens de draad met een koperen spijker aan het ene uiteinde en de zinken spijker aan het andere uiteinde einde. Steek de zinknagel in Citroen 2, ongeveer 2,5 cm verwijderd van de koperen spijker of cent die al in de citroen zit.
8. Steek de koperen spijker/het uiteinde van dezelfde draad in Citroen 1, ongeveer 2,5 cm van de de reeds ingebedde zinknagel. 9. Sluit het vrije uiteinde van de draad in Lemon 1 aan op de klok door de krokodillenklem op een van de batterijpolen in de klok te knippen. Als u geen krokodillenklemmen hebt, bevestigt u het uiteinde van de draad met isolatietape aan de aansluiting. Voltooi het circuit door het vrije uiteinde van de draad in Lemon 2 op dezelfde manier aan de andere accupool te bevestigen. Het voltooien van het circuit zou de klok van stroom moeten voorzien. Als de klok niet loopt, kan het zijn dat de verbindingen los zitten, de uiteinden van de draden die op de klok zijn aangesloten aan dezelfde metalen zijn bevestigd, of dat de stroom van de citroen gewoon te zwak is. Als alle verbindingen goed zijn, probeer dan aardappelen te vervangen door citroenen.

Waarnemingen

Vraag jezelf af:

  • Waarom denk je dat we zink- en koperen nagels moesten gebruiken?
  • Waarom licht de klok op?
  • Waarom moeten we Lemon 1 en Lemon 2 met elkaar verbinden?
  • Hoe zijn de citroenen als een batterij wanneer ze zijn bevestigd?
  • Wat is er met de citroen waardoor hij elektriciteit kan geleiden?
  • Welke andere voedingsmiddelen zouden volgens jou elektriciteit geleiden?

Wat is er aan de hand

Wanneer je het zink en koper in het citroensap doet, ontstaat er een chemische reactie die chemische energie in elektrische energie verandert. Deze energieverandering is een voltaïsche reactie, die de citroenen in een voltaïsche batterij verandert. De chemische reacties duwen de elektronen die vrijkomen uit elk metaal door de koperdraad en omdat de metalen verschillend zijn, duwen de elektronen harder in één richting. Ze bewegen in een cirkelvormige richting, gaan door de draden naar de klokterminals en terug naar de citroen, en maken een elektrische stroom die krachtig genoeg kan zijn om de klok van stroom te voorzien. Zodra het citroensap begint op te drogen, zal de reactie afnemen en moet je de "batterij" vervangen.

Breid het leerproces uit

Probeer verschillende citrusvruchten, sinaasappelsap of frisdrank te gebruiken om te zien hoe ze werken als voltaïsche batterijen.


Previous:

Next: