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Los humanos han utilizado la energía del agua durante miles de años, pero el descubrimiento de cómo aprovechar la energía eléctrica a través de generadores eléctricos a fines del siglo XIX dio lugar a la electricidad generada por el agua. Las represas hidroeléctricas alimentan hogares, escuelas, fábricas y negocios mediante la rotación de grandes turbinas que producen electricidad. Un estudiante de quinto grado que esté interesado en los recursos de energía verde puede construir un hidrogenerador en miniatura para un proyecto científico con electricidad generada por agua.
Investigación
Los buenos científicos comienzan descubriendo lo que otros científicos antes de ellos ya descubrieron. Lea libros, artículos y estudios sobre la historia del poder del agua y la ciencia detrás de la electricidad generada por el agua. Formule una pregunta como "¿Cuántos voltios de electricidad se necesitan para hacer funcionar una carga pequeña, como una bombilla o un reloj de viaje?" o "¿Qué intensidad de corriente produce un solo rotor?"
Hipótesis
Teniendo en cuenta su investigación, haga una conjetura sobre la respuesta a su pregunta. Escriba una hipótesis como: "Un motor de CC de 3 voltios producirá suficiente carga eléctrica para iluminar una bombilla en miniatura". Establezca la hipótesis en términos mensurables que pueda probar o refutar con las pruebas.
Procedimiento de prueba
Construya un generador de agua y conéctelo a un multímetro o bombilla pequeña (u otra carga de bajo voltaje) para medir sus resultados contra su hipótesis. Tome fotos o videos de cada etapa. Un diseño de generador simple es deslizar un cilindro de corcho sobre el brazo giratorio de un motor de corriente continua de baja tensión (disponible en tiendas de hobby). Rompa los extremos de la cuchara de varias cucharas de plástico y empuje los extremos romos hacia los lados del corcho para formar una turbina. Asegure el motor a un extremo de una varilla de madera para un mango, dejando que la cuchilla giratoria cuelgue debajo del borde inferior. Conecte las pinzas de cocodrilo al motor y a un multímetro o una carga pequeña. Encienda el motor y baje la cuchilla a un recipiente con agua, manteniendo el cuerpo del motor por encima de la línea de flotación. Lea la salida de voltaje en el multímetro, o verifique si la carga está funcionando. También puede intentar vincular varias turbinas accionadas por motor para averiguar cuántos voltios puede producir con una cadena de generadores, o cuántos voltios se necesitan para hacer funcionar otras cargas. Para los estudiantes que desean un desafío mayor, Green Learning Canada proporciona instrucciones detalladas sobre cómo hacer un diseño de hidrogenerador más complejo.
Resultados
Compara los resultados con la hipótesis. Haga cuadros y gráficos de los datos de prueba. Determine si probó o refutó su hipótesis. Escriba un resumen de la investigación de antecedentes, preguntas, hipótesis, pruebas y la explicación científica de los resultados. Organice las imágenes, cuadros, gráficos y resúmenes escritos de forma ordenada en orden cronológico en un tablero de exhibición triple de la feria de ciencias. Configure una demostración de su experimento en su mesa de exhibición o muestre un video del proceso de prueba en la feria de ciencias.