• Babyer
• Familiedannelse
• Barn
• Generelt foreldreskap
• Nyfødte
• Tenåringer
• Småbarn
• Graviditet

Vitenskapseksperimenter for barn: Lag en sitronklokke

Lære om elektrisitet

Vitenskapseksperimenter for barn: Lag en sitronklokke

Som en del av en generasjon barn som vokser opp i en stadig mer grønn og økobevisst verden, er ting som lavenergipærer og hybrider biler normen for barnet ditt. Å lage en klokke som kjører på sitruskraft er ikke bare en kraftig måte å styrke idéen om at det finnes alternative energikilder overalt, men det er også en god måte for henne å lære mer om elektrisitet og ledende materialer. Merk at selv om bruk av krokodilleklipser er ideelt for dette eksperimentet, kan du bare bruke dem hvis terminalene i batterikompartimentet i klokken er store nok til å klippe seg fast. Hvis de ikke er, må du bruke isolerteip for å feste endene av trådene til terminalene.

Ferdigheter som øves

• Vitenskapelig metode
• Grunnleggende forståelse av hvordan elektrisitet fungerer
• Utforskning av ledende materialer

Hva du trenger

• 2 store sitroner eller andre sitrusfrukter
• 3 kobbertråder, ca. 30 cm lange hver
• 2 kobbermynter eller kobbenegler
• 2 store galvaniserte sinknegler (minst 5 cm lange)
• Batteridrevet klokke (en som bruker én enkelt batteri, og ikke også har en nettledning)
• 2 krokodilleklipser (elektriske) eller isolerteip
• AA-batteri
• Papir og blyant
• Fast penn

Lær om elektrisitet, elektroner, og batterier

• Du og barnet ditt kan se på AA-batteriet sammen for å merke at den ene enden har et «+» tegn, og den andre enden har et «-» tegn. Disse kalles positive og negative terminaler. For videre utforskning, åpne opp klokkens batterikompartiment og merke at den også har positive og negative terminaler.
• Små partikler av elektrisitet kjent som elektroner kan reise mellom en negativ og positiv terminal, hvis det er noe som kobler dem som tillater at disse elektronene flyter mellom dem. Den tilkoblingen kalles en leder, og noen materialer, inkludert sink og kobber, er mye bedre ledere enn andre materialer. Når to ulike metaller brukes som terminaler, trykker elektronene hardere i én retning enn den andre, og skaper en strøm.
• I batteridrevne enheter, lager batteriet selv elektroner gjennom en kjemisk reaksjon som skjer når en ledende bane skapes ved å plassere batteriet mellom de positive og negative terminalene i et batterikompartiment. Den kjemiske reaksjonen skjer bare når batteriet er på plass.
• Når ledende materialer plasseres i sure løsninger og juicer (som de som finnes i sitrusfrukter), skaper det også en kjemisk reaksjon. Den reaksjonen bryter ned strukturen til metallene, og frigjør elektroner i løsningen.

Gjennomfør eksperimentet ditt

Opprett en hypotes

1. Gå gjennom bakgrunnsinformasjonen om elektrisitet og batterier her med barnet ditt for å sikre at hun har en grunnleggende forståelse av hvordan batterier og ledning fungerer. Vis barnet ditt materialene du har, og si til henne at du skal bruke dem til å få klokken til å fungere uten batteri.
2. Identifiser hvert av materialene ved navn og sammensetning (f.eks. en kobbenagel, en sinknagel), og be henne forutsi hva som vil skje hvis du kobler alle disse materialene sammen.
3. La henne lage et enkelt diagram over hva hun tror du trenger å gjøre og hva som vil skje. Dette vil tjene som plan og hypotesen hennes.

Hvordan spille

1. Fest fast den ene enden av et stykke kobbertråd nettopp under hodet på en av sinkneglene ved å vinne det rundt naglen. Fest en liten krokodilleklipp til den andre enden av tråden. Hvis du ikke har krokodilleklipser, la enden av tråden være som den er.
2. Fest enden av et andre stykke kobbertråd til en kobbenagel ved å vinne det rundt naglen (eller, hvis du bruker en mynt, fest det med isolerteip). Fest den andre krokodilleklippen til den andre enden av denne tråden. Igjen, hvis du ikke har krokodilleklipser, la enden av denne tråden være som den er.
3. Fest en sinknagel til den ene enden av det tredje stykket tråd og en kobbenagel (eller mynt) til den andre enden av det.
4. Sett ledningene til side et øyeblikk, og forbered sitronene. Bruk en fast penn til å merke en sitron som Sitron 1 og den andre som Sitron 2. Deretter må du løsne fruktkjøttet inni og frigjøre litt av juicen i sitronene uten å knuse skallene ved å presse sitronene sakte, og/eller rulle dem på et bord mens du utøver sakt press.
5. Plasser Sitron 1 og Sitron 2 ved siden av hverandre på et bord. Finn tråden festet til den første sinknagelen, og stikk nagelen inn i Sitron 1, og sørg for at nagelen penetrerer skallet og er innfelt i det kjøttaktige kjøttet av sitronen men ikke kommer ut den andre siden av sitronen.
6. Finn tråden festet til kobbenagelen eller mynten. Kjør den nagelen inn i Sitron 2 (eller skjær en dyp sli i sitronen, og plasser mynten i sliten).
7. Neste, ta tråden med en kobbenagel på den ene enden og sinknagelen på den andre enden. Kjør sinknagelen inn i Sitron 2, omtrent en tomme unna kobbenagelen eller mynten allerede innfelt i sitronen.
8. Sett inn kobbenagel/mynt-endene av samme tråd inn i Sitron 1, omtrent en tomme unna den allerede innfelt sinknagelen. 9. Koble den frie enden av tråden i Sitron 1 til klokken ved å klippe krokodilleklippen på en av batteriterminalene i klokken. Hvis du ikke har krokodilleklipser, fest enden av tråden til terminalen med isolerteip. Fullfør banen ved å feste den frie enden av tråden i Sitron 2 til den andre batteriterminalen på samme måte. Å fullføre banen bør drive klokken. Hvis klokken ikke går, kan det være at koblingene er løse, endene av trådene koblet til klokken er festet til de samme metalene, eller at strømmen fra sitronen bare er for svak. Hvis alle koblinger er riktige, prøv å bytte ut sitroner med poteter.

Observasjoner

Spør deg selv:

• Hvorfor tror du vi trengte å bruke sink- og kobbenegler?
• Hvorfor lyser klokken opp?
• Hvorfor trenger vi å koble Sitron 1 og Sitron 2 til hverandre?
• Hvordan er sitronene som et batteri når de er koblet sammen?
• Hva er det med sitronen som tillater den å lede elektrisitet?
• Hva andre matvarer tror du ville lede elektrisitet?

Hva som skjer

Når du setter sink og kobber i sitronjuice, skaper det en kjemisk reaksjon som omdanner kjemisk energi til elektrisk energi. Denne energiens endring er en voltareaksjon, som gjør sitronene til en voltabatteri. De kjemiske reaksjonene trykker elektronene som frigjøres fra hvert metall gjennom kobbertråden, og fordi metalene er forskjellige, trykker elektronene hardere i én retning. De beveger seg i en sirkulær retning, gjennom trådene til klokkens terminaler og tilbake til sitronen, og lager en elektrisk strøm som kan være sterk nok til å drive klokken. En gang sitronjuicen begynner å tørke opp, vil reaksjonen avta, og du må bytte «batteriet».

Utvid læringen

Prøv å bruke forskjellige sitrusfrukter, appelsinjuice, eller brus for å se hvordan de fungerer som voltabatterier.