تبیان، دستیار زندگی
دانش آموزان برای جلوگیری از تولید الکتریسیته با استفاده از منابع دیگر که ممکن است رو به پایان باشند، به فکر ساخت وسیله ای برای تولید الکتریسیته از امواج دریا افتادند...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : مهدی رحمانی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

تولید الکتریسیته از امواج دریا

تولید الکتریسیته از امواج دریا

یازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: تولید الکتریسیته از امواج دریا
نام ارائه دهنده/دهندگان: کیانا سپاسیان - درسا هاشمی
 زمینه و نوع پروژه: فیزیک
درجه سختی: دشوار
نام مدرسه: روشنگران

چکیده

دانش آموزان برای جلوگیری از تولید الکتریسیته با استفاده از منابع دیگر که ممکن است رو به پایان باشند، به فکر ساخت وسیله ای برای تولید الکتریسیته از امواج دریا افتادند. با توجه به این که با استفاده از پیزوالکتریک می شود انرژی حرکتی را به الکتریسیته تبدیل کرد، امواج دریا می تواند گزینه خوبی برای تبدیل کردن به الکتریسیته باشد.

مقدمه

دانش آموزان برای جلوگیری از تولید الکتریسیته با استفاده از منابع دیگر که ممکن است رو به پایان باشند، به فکر ساخت وسیله ای برای تولید الکتریسیته از امواج دریا افتادند. با توجه به این که با استفاده از پیزوالکتریک می شود انرژی حرکتی را به الکتریسیته تبدیل کرد، امواج دریا می تواند گزینه خوبی برای تبدیل کردن به الکتریسیته باشد. دانش آموزان در این طرح از پدیده القای الکترومغناطیس استفاده کردند.

یکی از ویژگی های غیرمعمولی که برخی سرامیک ها از خود بروز می دهند، پدیده پیزو الکتریک یا اثر فشار برقی است. با اعمال نیروی خارجی، دو قطبی های این سرامیک ها تحریک می شوند و میدان الکتریکی ایجاد می شود.

وارونه کردن اثر نیرو (مثلاً از کششی به فشاری) جهت میدان را معکوس می کند. از مواد پیزو الکتریک در مبدل ها و وسایلی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند یا برعکس استفاده می شود.
کاربردهای نام آشنایی از جمله پیکاپ گرامافون، میکروفون ها، مولدهای ماوراء صوت و حسگرهای سونار از خاصیت پیزوالکتریک استفاده می کنند. در پیکاپ گرامافون همچنان که قلم شیارهای رکورد را می پیماید یک اختلاف فشار به ماده پیزوالکتریک موجود در پیکاپ وارد می شود که نهایتاً به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. این سیگنال قبل از ورود به بلندگو تقویت می شود.
خاصیت پیزوالکتریک یک ویژگی مواد کریستالی دارای ساختار پیچیده بدون تقارن است. رفتار پیزوالکتریک یک پلیکریستال به وسیله گرم کردن بالاتر از دمای کوری و سپس خنک کردن تا دمای اتاق در مجاورت میدان الکتریکی قوی بهبود می یابد.

تولید الکتریسیته از امواج دریا

دانش آموزان برای دستیابی به اهداف خود ابتدا صفحه آهنی و پیزو الکتریک را در دو طرف ظرف شیشه ای متصل کردند. به طوری که صفحه آهنی از بالای ظرف آویزان باشد، سیم پیچ روی آب شناور باشد و پیزوالکتریک ها به طور موازی در بالای ظرف قرار داشته باشند. در مرحله بعد پیزوالکتریک ها را باید به طور موازی به هم لحیم کردند.
در گام بعد به پیزو الکتریک و صفحه آهنی سیم ها را متصل کردند. سپس سه چهارم ظرف را پر آب نموده و کائوچو ها را در هردو ظرف پر از آب قرار دادند که روی یکی از آن ها سیم پیچ و روی دیگری یک تکه چوب میله ای که به پیزو الکتریک برخورد می کرد، قرار داشت.
سپس دو دسته چوبی را برای به حرکت در آوردن آب و ساخت موج مصنوعی در دو طرف ظرف شیشه قرار دادند. در مرحله بعد چوب ها را به دسته ها وصل کردند تا بتوانند موج ایجاد کنند. بعد از ایجاد موج آن را به پیزو الکتریک مرتبط کردند. با استفاده از دو سیم لامپ را به پیزوالکتریک متصل کردند. باید برای این کار یک سر سیم را روی قسمت سرامیکی (سفید رنگ) قرار دهنند و سر دیگر سیم را به قسمت فلزی (طلایی رنگ) وصل کنند و دو سیم را به لامپ وصل نمایند. سپس با ایجاد لرزه روی قسمت سرامیکی آن مشاهده کردند که لامپ روشن می شود.
 
مهارت های کسب شده

1. چگونگی تفکر طراحی
2. چگونی پژوهش و استخراج مطالب
3. آشنایی با استاندارهای طراحی و نحوه ارائه ایده در گام های اولیه و نهایی
4. آشنایی با روش های ایده یابی
5. آشنایی با نگارش مقاله
6. آشنایی با پیزو الکتریک
7. آشنایی با نحوه تولید برق از امواج دریا

بخش پروژه های دانش آموزی سایت تبیان
تهیه:مهدی رحمانی،تنظیم:نیلوفر یاقوتی