Les élèves ingénieurs sont confrontés à deux mondes différents d'études: D'une part, ils poussent avec impatience les limites de la technologie à de nouveaux niveaux de capacité, et de l'autre, ils ont besoin d'une formation approfondie dans les principes de base pour comprendre ce qu'ils font. Ils voient la première aussi palpitante et la seconde comme une corvée, mais les deux sont nécessaires. Bien que de coûteux projets pluriannuels répondent à ces besoins pour les étudiants diplômés de l'université, des mini-projets plus simples sont plus appropriés pour l'école secondaire et étudiants de premier cycle, en leur donnant un avant-goût des concepts de pointe et des pratiques d'ingénierie solide pour un coût raisonnable.
L'eau de pluie Générateur
Les deux pays du tiers-monde et techniquement les pays avancés peuvent bénéficier de la production d'électricité par des moyens simples innovantes. Étudiants en génie électrique peuvent créer un mini-projet pour produire de l'électricité par l'intermédiaire d'un petit générateur hydroélectrique, de la taille d'une boîte à chaussures, courir sur l'eau à partir de tuyaux de descente de gouttière. Quand il pleut, l'écoulement de l'eau fait tourner une turbine, qui exécute à son tour un générateur. La sortie électrique charge un ensemble de batteries de stockage, ce qui rend l'électricité disponible à tout moment. En outre, vous pouvez démontrer comment placer un système de production plus grande dans un égout pluvial pour créer de l'électricité. Un inventeur, Todd L. Juneau, de Juneau Partners, a déposé un brevet sur un système utilisant le poids de tomber d'un réservoir rempli d'eau pour entraîner le générateur, selon le site Web de la documentation de brevets, PatentDocs.
Thermocouple Exploration
Thermocouples génèrent de l'électricité d'une manière simple sans utiliser de pièces mobiles. Dans un thermocouple, des morceaux de deux métaux différents sont liés étroitement ensemble- la jonction entre eux produisant de l'électricité selon un principe appelé l'effet Seebeck. Pour un mini-projet, vous pouvez faire un à partir de longueurs de cuivre et de fil de fer enroulé ensemble, une cheville ou sur une bobine non conducteur commun. Une fois chauffé, le thermocouple résultante produit des quantités mesurables de l'électricité. L'étudiant peut expérimenter avec une variété de sources de chaleur, comme des petits sachets réchauffement main disponibles à magasins de sport, les flammes des bougies ou la lumière du soleil chaud focalisée par une lentille. Vous pouvez enregistrer différentes sorties de tension à différents niveaux de chaleur. Vous aurez besoin d'un thermomètre capable de mesurer au moins quelques centaines de degrés Celsius et un multimètre pour mesurer la tension et le courant. Vous pouvez explorer l'effet Seebeck utilisant différents métaux pour le thermocouple, par exemple, des fils en zinc et le fer ou le cuivre et l'argent. Selon l'Institut de Technologie de Californie, les thermocouples sur le Voyager I et II engins spatiaux étaient encore en fonctionnement 25 ans après leur lancement. Les thermocouples convertis chaleur à partir de plutonium radioactif pour faire de l'électricité.
Expériences Transformer Effect
Lorsque l'électricité passe à travers un fil, le fil produit un champ magnétique. En outre, lorsqu'un fil passe à travers un champ magnétique, le champ induit un courant électrique dans le fil. Transformateurs exploitent ces principes en plaçant deux bobines de fil à côté de chaque Sinon une bobine «primaire» générant un champ magnétique et une bobine produisant de l'électricité «secondaire» du magnétisme. L'étudiant en génie électrique peut acheter transformateurs communes hors-the-shelf et créer un projet pour enquêter en profondeur. Par exemple, l'étudiant peut se nourrir des tensions différentes à l'enroulement primaire et de prendre des mesures de tension au secondaire. Expérimenter avec des conceptions différentes de transformateurs et de faire rapport sur les différences. Dans la classe d'ingénierie intitulé «Principes de base de Power Engineering," à l'Université de Lamar, les élèves étudient intensivement transformateurs.
Batterie d'eau de mer
Vous pouvez faire une batterie de l'eau salée, de l'aluminium et du charbon actif, la création d'une méthode fiable de faire de l'électricité pas cher. Les étudiants peuvent développer une batterie d'eau salée de leur propre conception et de chercher à obtenir autant que possible la tension de l'appareil. Utilisez votre multimètre pour mesurer la tension de la batterie et la sortie courant. Expérimenter avec différents matériaux et configurations, et de faire rapport sur vos résultats en conséquence.