Електричні явища постійно наявні навколо нас, тому ми схильні сприймати це як належне. Однак це захоплива тема для дітей. Запропоновані прості досліди з електрикою будуть цікавими та пізнавальними. Можливо, вам доведеться інвестувати в кілька простих речей, необхідних для деяких з цих видів діяльності, але ви зможете використовувати їх повторно щороку. Практичний досвід, що набудуть діти, робить додаткові зусилля вартими.

  1. Почніть з опорних схем.

Статична електрика — це вступна тема для дітей до загальної концепції електричних явищ. Вона прекрасно підводить до електричної енергії та електричних схем. Такі кольорові опорні плакати суттєво допоможуть вам під час навчання.

  1. «Зігніть» водний струмінь за допомогою статичної електрики.

Більшість дослідів зі статичною електрикою є досить простими для того, щоб кожен міг провести їх навіть удома. Цей дослід є чудовим прикладом: зарядіть гребінець, потерши його об волосся на голові (також стане в пригоді будь-яка вовняна тканина), а потім використайте його, щоб «зігнути» струмінь води.

  1. Розділіть сіль та перець за допомогою магічної ложки.

Цей дослід зі статичною електрикою працює тому, що частинки перцю значно легші, ніж сіль. Тому саме вони швидко піднімуться до зарядженої ложки.

Можна поєднати цей дослід із попереднім. Помістіть статично заряджений гребінець над мискою із сумішю солі із перцем. Потім обережно піднесіть його до поверхні суміші. Знову частинки перцю будуть швидко підлітати догори та прилипати до гребінця. Якщо опустити гребінець ще нижче, почнуть притягуватися і частинки солі.

  1. Переміщуйте мильні бульбашки за допомогою повітряної кульки.

Повітряні кульки — це цікавий спосіб вивчення статистичної електрики. Поєднайте їх із мильними бульбашками для практичного заняття, що дуже сподобається дітям.

На гладку поверхню помістіть декілька мильних бульбашок. Нехай діти піднесуть до них статистично заряджені повітряні кульки і зможуть обережно перемістити бульбашки, які будуть притягуватися до кульки.

  1. Помахайте крилами метелика.

Використовуючи повітряну кульку, допоможіть метелику махати крилами, виготовленими із тонкої тканини. Діти будуть здивовані, побачивши, як оживає метелик.

  1. Створіть желе, що «стрибає».

Підніміть на вищій рівень свої досліди зі статичною електрикою, виготовивши із кукурудзяного крохмалю желе, що «стрибає».

Змішайте ¼ склянки кукурудзяного крохмалю із ¼ склянки будь-якої олії. Перемішуйте, поки не отримаєте слизьку рідину. Желе готово. Заряджайте повітряну кульку та дивуйте ваших дітей!

  1. Побудуйте класичний картопляний годинник.

Вам будуть потрібні: 2 картоплі; 2 короткі шматки важкого мідного дроту; 2 оцинковані цвяхи; 3 кліпси або дротові затискачі (затискачі, з’єднані між собою дротом); 1 простий низьковольтний світлодіодний годинник, що працює від кнопкового акумулятора від 1 до 2 вольт.

Алгоритм створення

  1. Вийміть акумулятор із батарейного відсіку годинника.
  2. Пронумеруйте картоплю, як «один» і «два».
  3. Встроміть по одному цвяху в кожну картоплю.
  4. Встроміть по одному короткому шматочку мідного дроту в кожну картоплю якомога далі від цвяха.
  5. Використайте один затискач, щоб з’єднати мідний дріт у картоплі номер «один» із плюсовою (+) клемою в батарейному відсіку годинника.
  6. Використайте інший затискач, щоб з’єднати цвях у картоплі номер «два» з мінусовою (–) клемою в батарейному відсіку годинника.
  7. За допомогою третього затискача з’єднайте цвях у картоплі «один» із мідним дротом у картоплі «два» та встановіть годинник!

Як це працює?

Картопляна батарея —  це електрохімічна батарея, інакше відома як електрохімічна комірка. Електрохімічна комірка — це комірка, у якій хімічна енергія перетворюється в електричну шляхом спонтанного переносу електрона. У випадку з картоплею цинк у цвяху реагує з мідним дротом. Картопля діє як своєрідний буфер між іонами цинку та іонами міді. Іони цинку та міді однаково реагуватимуть, якщо вони торкнуться картоплі, але вони лише вироблятимуть тепло. Оскільки картопля тримає їх на відстані, передача електронів повинна відбуватися крізь мідні дроти контуру, що спрямовує енергію в годинник.

Також спробуйте інші популярні овочі та фрукти (наприклад, лимони або гранати).

  1. З’ясуйте, чи проводить вода електричний струм.

Ми завжди просимо дітей виходити з води за перших ознак грози. Використайте цю демонстрацію, аби допомогти їм збагнути, чому це необхідно робити.

Вам знадобляться: світлодіод, 2 маленькі батарейки на кнопках, мідний або електричний дроти із затискачами, скотч, вода з-під крану, дистильована вода (ви можете використовувати бутильовану або зробити власну дистильовану воду), невеликий контейнер.

Алгоритм

  1. Наповніть невелику ємність водопровідною водою.
  2. За допомогою електричних дротів підключіть світлодіод та батареї так, щоб побудувати розімкнену просту схему (ланцюг із розімкненим кінцем).
  3. Опустіть два відкриті кінці у воду.
  4. Тепер повторіть експеримент, використовуючи замість водопровідної води дистильовану.
  5. Використовуючи водопровідну воду, ви зможете замкнути схему, тоді світлодіодна лампочка засвітиться.
  6. Однак використання дистильованої води не замикає ланцюг, і світлодіодна лампочка не повинна світитися. Якщо ж ваша лампочка світиться — це означає, що використана «дистильована вода» не є чистою. Спробуйте іншу марку пляшкової дистильованої води або зробіть свою.

  1. Створіть гомополярних танцюристів.

Кумедні маленькі танцюристи, які обертаються, — це захоплива демонстрація принципу дії гомополярного двигуна.

Вам знадобляться: батарейки типу АА, неодимові магніти, мідний дріт, різнокольорові шматочки крепового папіру.

Неодимові магніти (потужне джерело постійного магнітного поля, сплав неодима, заліза та бору) є досить поширеними в електротехніці, їх можна знайти та замовити у багатьох інтернет-магазинах.

Алгоритм

  1. Зі шматка мідного дроту зробіть необхідний контур.
  2. У нижній частині обмотайте дріт, створивши конструкцію для магнітів.
  3. Розмістіть три неодимові магніти на негативній стороні акумулятора.
  4. Помістіть двигун поверх батареї так, щоб він торкався позитивного полюса. Кругла секція внизу двигуна повинна бути досить низькою, аби оточити магніти!
  5. При правильній конструкції він повинен почати обертатися.
  6. Щоб зробити спідницю для танцівниці, виріжте невелике коло крепу, а потім виріжте щілину в центрі кола. Одягніть його на танцівницю і закріпіть на місці за допомогою гарячого клею.

Як це працює?

Гомополярні двигуни демонструють явище, що називається «силою Лоренца». Це сила, яка утворюється під час руху електричного струму крізь магнітне поле. Наш мідний дріт проводить струм від одного кінця батареї до іншого. Просуваючись через магніти на негативній стороні батареї, він створює силу, яка змушує дріт обертатися.

  1. Створіть власний електромагніт.

Перетворіть звичайний цвях на електромагніт.

Вам знадобляться: цвях, дріт, батарейка, канцелярські скріпки або інші невеликі металеві предмети. Ретельно обмотайте цвях дротом, а потім підключіть його до батарейки. Готово!

Результат переглядайте у відео за посиланням: https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/homemade-magnet/

 

Переклад та літературна обробка: Ю. М. Афанасенко

За матеріалами: