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Introduction: (Observation initiale)
Pendant de nombreuses années, l'énergie de l'eau en mouvement a été utilisé pour moudre les grains et exécuter des machines telles que le travail du bois, le tricot et les machines de coupe. Un grand nombre de ces lieux sont maintenant préservés, comme les musées. Grâce à la technologie moderne, l'énergie de l'eau ne soit pas directement utilisé pour faire le travail. Au lieu de cela, on utilise l'énergie de l'eau pour produire de l'électricité et l'électricité est utilisé pour faire fonctionner des machines.
Etant donné que le débit d'eau est saisonnière, les barrages sont faits pour contrôler le débit d'eau et produire de l'électricité toute l'année. Avec les barrages, l'eau stockage stocke l'énergie.
Dans ce projet, vous ferez un modèle de travail d'une turbine à eau et calculer la quantité d'énergie électrique qui peut être produite par votre turbine à eau. Vous pouvez faire une turbine à eau en utilisant du bois. Ainsi, les compétences de travail du bois, des outils et la surveillance des adultes et l'aide est nécessaire pour ce projet.
Composants
Ce sont les composants ou pièces pour chacune de la plupart des moulins à eau.
Roue d'eau
La Roue d'eau tire la puissance de l'usine d'un courant d'eau.
La roue transmet l'eau du bac d'énergie d'un arbre à d'autres parties d'un moulin pour faire un travail ou d'exécuter un générateur électrique.
Transmission d'énergie peut être effectuée en utilisant des engrenages, des poulies et des courroies.
Question / Objet:
Que voulez-vous savoir? Ecrire une déclaration qui décrit ce que vous voulez faire. Utilisez vos observations et questions pour écrire la déclaration.
Le but de ce projet est de construire une petite roue à eau en bois et de le relier à un générateur de bicyclette afin de produire de l'électricité.
Hypothèse:
Sur la base de vos informations recueillies, faire une supposition au sujet de la réponse à votre question ou le résultat de votre expérience.
Notre hypothèse est que la force d'une roue à eau en bois d'un diamètre de 2 pieds peut être transmis à un petit générateur (directement ou en utilisant des courroies et des poulies) pour produire de l'électricité.
Expérience de conception:
Concevoir une expérience pour tester chaque hypothèse. Faites une liste étape par étape de ce que vous allez faire pour répondre à chaque question. Cette liste est appelée une procédure expérimentale. Pour une expérience de donner des réponses que vous pouvez faire confiance, il doit avoir un « contrôle ». Un contrôle est un essai expérimental supplémentaire ou en courant. Il est une expérience séparée, fait exactement comme les autres. La seule différence est que pas de variables expérimentales sont modifiées. Un contrôle est un « point de référence » neutre de comparaison qui vous permet de voir ce que la modification d'une variable fait en le comparant à rien changer. les contrôles sont parfois très Fiable difficiles à développer. Ils peuvent être la partie la plus difficile d'un projet. Sans contrôle, vous ne pouvez pas être sûr que le changement de la variable provoque vos observations. Une série d'expériences qui comprend un contrôle est appelé une « expérience contrôlée ».
Commencez par dessiner votre conception et de faire les calculs. Imaginez que vous voulez donner à vos dessins à un constructeur et il est censé réaliser le projet sans votre supervision ou conseiller. Préparation des dessins et de faire les calculs est ce que les ingénieurs font. Donc, ceci est votre chance de tester vos compétences en ingénierie.
Comment dois-je concevoir la roue de l'eau? Voici un exemple:
L'idée est que d'un côté de la roue devrait tenir un peu d'eau et devenir lourd, entraînant la roue à tourner. Comme vous le savez plus de résultats en eau plus de poids et plus de couple (force de rotation) sur la roue.
Dans la première conception je vais utiliser deux cercles en bois avec le diamètre de deux pieds et un cylindre de bois avec le diamètre de 16 pouces et une hauteur de 6 pouces.
Je vais monter les cercles sur les bases du cylindre pour rendre la bobine. Je vais donc utiliser 12 morceaux de 6 x 10 palettes de bois pour faire les tasses ou des seaux. Etant donné que le niveau d'eau est horizontale, je peux voir quelle quantité d'eau la cale de roue d'un côté dans mes dessins.
J'ai remarqué que le fond des seaux est trop étroit et il ne tient pas beaucoup d'eau. Donc, je cam avec une deuxième conception d'utiliser un angle comme des seaux. Donc, je remplace chaque 6 x 10 palette en bois avec deux pièces reliées entre elles pour former une forme en L.
Maintenant que l'élargissement du fond de godets peut augmenter la quantité d'eau stockée dans des seaux, je l'augmente à nouveau. Dans ce dessin, je suppose que les fonds sont trois pouces de large, au lieu de 2 pouces. Donc, des morceaux de 3" x 6" seront utilisés.
Ce nouveau montré une augmentation de la taille des seaux et l'eau frappant l'extérieur de chaque seau, glisse simplement vers le bas dans le seau inférieur.
Ce viens de vous donner une idée sur la façon de commencer votre conception. Il est à vous comment vous voulez continuer cela.
Matériel et équipement:
Liste des matériaux dépend de votre conception finale. En général, vous aurez besoin du bois, des fils, un générateur, une ampoule et une prise. matériel supplémentaire tels que des clous, des vis et des colles de bois dépendent de votre conception.
Vis base 6 volts ampoule et la douille peuvent également être achetés dans les magasins de matériel.
Générateur de vélos est disponible dans les magasins de vélo et les magasins de sport.
Les résultats de l'expérience (d'observation):
Les expériences sont souvent faites en série. Une série d'expériences peut être fait en changeant une variable d'un montant différent à chaque fois. Une série d'expériences est composé de expérimentaux séparés « runs ». Au cours de chaque course que vous faites une mesure de combien la variable a affecté le système à l'étude. Pour chaque course, un montant différent du changement dans la variable est utilisée. Cela produit une quantité différente de réponse du système. Vous mesurez cette réponse, ou données d'enregistrement, dans une table à cet effet. Ceci est considéré comme « données brutes », car il n'a pas été traitée ou interprété encore. Lorsque les données brutes se traitées mathématiquement, par exemple, il devient des résultats.
calculs:
Si vous faites un calcul pour votre projet, écrivez vos calculs dans cette section.
Il est des calculs à partir des données enregistrées que les tableaux et graphiques sont faits. L'étude des tableaux et des graphiques, nous pouvons voir les tendances qui nous indiquent comment les différentes variables provoquent nos observations. Sur la base de ces tendances, nous pouvons tirer des conclusions sur le système à l'étude. Ces conclusions nous aider à confirmer ou d'infirmer notre hypothèse de départ. Souvent, des équations mathématiques peuvent être faites à partir des graphiques. Ces équations nous permettent de prédire comment un changement affectera le système sans qu'il soit nécessaire de faire des expériences supplémentaires. niveaux avancés de la science expérimentale comptent beaucoup sur l'analyse graphique et mathématique des données. A ce niveau, la science devient encore plus intéressant et puissant.
Conclusion:
En utilisant les tendances dans vos données expérimentales et vos observations expérimentales, essayez de répondre à vos questions originales. Est-ce votre hypothèse correcte? Il est maintenant temps de tirer ensemble ce qui est arrivé, et d'évaluer les expériences que vous avez fait.
Si vous constatez que les erreurs expérimentales influencent vos résultats, repenser soigneusement la conception de vos expériences. Passez en revue chaque étape de la procédure pour trouver des sources d'erreurs potentielles. Si possible, un scientifique examine la procédure avec vous. Parfois, le concepteur d'une expérience peut manquer l'évidence.
Les moulins à eau sont généralement fabriqués en grandes tailles, cliquez ici pour voir un échantillon.
De nombreux moulins à eau sont maintenant restaurés et transformés en musées.
Quelques informations historiques sur les roues en développement sont disponibles ici.