• Baby's
• Gezinsvorming
• Kinderen
• Algemeen ouderschap
• Pasgeborenen
• Tieners
• Peuters
• Zwangerschap

Wetenschappelijke Experimenten Voor Kinderen: Maak Een Citroenklok

Leren Over Elektriciteit

Wetenschappelijke Experimenten Voor Kinderen: Maak Een Citroenklok

Als deel van een generatie kinderen die opgroeien in een steeds groener en eco-bewustere wereld, zijn dingen als laag-energie gloeilampen en hybride auto's de norm voor uw kind. Een klok maken die op citroenstroom draait, 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. Let op dat hoewel het gebruik van krokodilklemmen ideaal is voor dit experiment, u ze alleen kunt gebruiken als de terminalen in het batterijcompartiment van de klok groot genoeg zijn om op te klikken. Als ze dat niet zijn, moet u elektrisch tape gebruiken om de uiteinden van de draad aan de terminalen te bevestigen.

Vaardigheden Die Geoefend Worden

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

Wat U Nodig Hebt

• 2 grote citroenen of andere citrusvruchten
• 3 koperen draden, ongeveer 30 cm lang elk
• 2 koperen centen of koperen spijkers
• 2 grote gegalvaniseerde zink spijkers (minstens 5 cm lang)
• Batterij-gevoede klok (één die een enkele batterij gebruikt, en geen netstekker heeft)
• 2 krokodilklemmen (elektrisch) of elektrisch tape
• AA batterij
• Papier en potlood
• Permanente marker

Leren Over Elektriciteit, Elektronen, En Batterijen

• U en uw kind kunnen samen naar de AA-batterij kijken om te noteren dat het ene einde een "+" teken heeft, en het andere einde een "-" teken. Dit zijn de positieve en negatieve terminalen. Voor verdere verkenning, open het batterijcompartiment van de klok en let op dat die ook positieve en negatieve terminalen heeft.
• Kleine deeltjes elektriciteit, bekend als elektronen, kunnen reizen tussen een negatieve en positieve terminal, als er iets is dat ze verbindt en die elektronen laat stromen. Die verbinding heet een geleider, en sommige materialen, inclusief zink en koper, zijn veel betere geleiders dan andere materialen. Wanneer twee verschillende metalen als terminalen worden gebruikt, duwen de elektronen harder in de ene richting dan de andere, wat een stroom creëert.
• In batterij-aangedreven apparaten zorgt de batterij zelf voor elektronen door een chemische reactie die optreedt wanneer een geleidende circuit wordt gecreëerd door de batterij tussen de positieve en negatieve terminalen in een batterijcompartiment te plaatsen. De chemische reactie vindt alleen plaats wanneer de batterij op zijn plaats is.
• Wanneer geleidende materialen in zurige oplossingen en sappen (zoals die in citrusvruchten) worden geplaatst, creëert dit ook een chemische reactie. Die reactie breekt de structuur van het metaal af, wat elektronen in de oplossing vrijmaakt.

Voer Uw Experiment Uit

Een Hypothese Creëren

1. Bespreek de achtergrondinformatie over elektriciteit en batterijen hier met uw kind om ervoor te zorgen dat ze een basiskennis heeft van hoe batterijen en geleiding werken. Toon uw kind de materialen die u heeft, en vertel haar dat u ze gaat gebruiken om de klok te laten werken zonder batterij.
2. Identificeer elk van de materialen bij naam en samenstelling (bijv. een koperen spijker, een zink spijker), en vraag haar te voorspellen wat er zal gebeuren als u al deze materialen met elkaar verbindt.
3. Laat haar een basisdiagram maken van wat ze denkt dat u moet doen en wat er zal gebeuren. Dit zal dienen als haar plan en hypothese.

Hoe Te Spelen

1. Bevestig één uiteinde van een koperen draad net onder de kop van een van de zink spijkers door eromheen te winden. Bevestig een kleine krokodilklem aan het andere uiteinde van de draad. Als u geen krokodilklemmen heeft, laat het uiteinde van de draad zoals het is.
2. Bevestig het uiteinde van een tweede koperen draad aan een koperen spijker door het om de spijker te winden (of, als u een cent gebruikt, bevestig het met elektrisch tape). Bevestig de andere krokodilklem aan het andere uiteinde van deze draad. Opnieuw, als u geen krokodilklemmen heeft, laat het uiteinde van deze draad zoals het is.
3. Bevestig een zink spijker aan één uiteinde van de derde draad en een koperen spijker (of cent) aan het andere uiteinde.
4. Zet de bedrading even opzij, en bereid de citroenen voor. Gebruik een permanente marker om één citroen te labelen als Citroen 1 en de andere als Citroen 2. Vervolgens moet u het vruchtvlees innen losmaken en een deel van het sap in de citroenen laten vrijkomen zonder de schil te breken, door de citroenen zachtjes te knijpen, en/of ze op een tafel te rollen terwijl u zachtjes drukt.
5. Plaats Citroen 1 en Citroen 2 naast elkaar op een tafel. Zoek de draad die bevestigd is aan de eerste zink spijker, en prik de spijker in Citroen 1, zorgdat de spijker de schil doorboort en in het vruchtvlees zit maar niet aan de andere kant uitkomt.
6. Zoek de draad bevestigd aan de koperen spijker of cent. Duw die spijker in Citroen 2 (of snij een diepe snee in de citroen, en plaats de cent in de snee).
7. Neem nu de draad met een koperen spijker aan de ene kant en de zink spijker aan de andere kant. Duw de zink spijker in Citroen 2, ongeveer 2,5 cm verwijderd van de koperen spijker of cent al in de citroen vastzit.
8. Prik het koperen spijker/cent uiteinde van dezelfde draad in Citroen 1, ongeveer 2,5 cm verwijderd van de al ingebruikte zink spijker.
9. Verbind het vrije uiteinde van de draad in Citroen 1 met de klok door de krokodilklem op één van de batterijterminalen in de klok te klikken. Als u geen krokodilklemmen heeft, bevestig het uiteinde van de draad aan de terminal met elektrisch tape. Voltooi de circuit door het vrije uiteinde van de draad in Citroen 2 op dezelfde manier aan de andere batterijterminal te bevestigen. Het voltooien van de circuit zou de klok moeten laten werken. Als de klok niet loopt, kan het zijn dat de verbindingen loszitten, de uiteinden van de draden die met de klok verbonden zijn aan dezelfde metalen zitten, of dat de stroom van de citroen te zwak is. Als alle verbindingen goed zijn, probeer aardappelen voor citroenen te substitueren.

Observaties

Vraag Zichzelf:

• Waarom denken we dat we zink en koperen spijkers nodig hadden?
• Waarom brandt de klok op?
• Waarom moeten we Citroen 1 en Citroen 2 met elkaar verbinden?
• Hoe zijn de citroenen als een batterij wanneer ze bevestigd zijn?
• Wat is het aan de citroen dat het toelaat om elektriciteit te geleiden?
• Wat voor andere voedingsmiddelen denken jullie zouden elektriciteit geleiden?

Wat Er Gebeurt

Wanneer u de zink en koper in het citroensap zet, creëert dit een chemische reactie die chemische energie omzet in elektrische energie. Deze energieverandering is een voltaïsche reactie, die de citroenen in een voltaïsche batterij verandert. De chemische reacties duwen de elektronen die van elk metaal vrijgemaakt worden door de koperen draad en, omdat de metalen verschillend zijn, duwen de elektronen harder in de ene richting. Ze bewegen in een cirkelvormige richting, door de draden naar de klokterminalen en terug naar de citroen, waardoor een elektrische stroom ontstaat die krachtig genoeg kan zijn om de klok aan te drijven. Zodra het citroensap begint op te drogen, zal de reactie afnemen, en u moet de "batterij" vervangen.

Leeruitbreiding

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