science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe een zonneoven te bouwen voor een wetenschapsproject

Met een paar uur inspanning en de juiste materialen kan bijna iedereen die handig is met gereedschap een kleine zonnestraal bouwen die temperaturen van meer dan 500 graden Fahrenheit kan produceren. Je kiest eerst een lens of een reflecterende spiegel als middel om de zonnestralen scherp te stellen; deze keuze beïnvloedt de lay-out van het frame van de oven en andere delen. Je kunt de oven gebruiken om water te koken, kleine voorwerpen te solderen of voor andere toepassingen die hoge temperaturen nodig hebben.

Lens of spiegel?

Een zonneoven werkt door zonlicht te concentreren vanuit een gebied dat ongeveer één is vierkante voet tot een vierkante centimeter of kleiner; op een zonnige dag dragen de intense stralen genoeg energie om het brandpunt erg heet te maken. Een lens of spiegel ter grootte van een middelgrote pizzapan werkt; een kleinere verzamelt niet genoeg licht om bruikbaar te zijn, en een grotere kan omslachtig zijn. Een Fresnel-lens is een ideale lens voor de taak; het bestaat uit een vlak stuk glas of transparant plastic met concentrische groeven erin. Fresnel-lenzen zijn goedkoop en verkrijgbaar bij science-hobbywinkels. Een parabolische spiegel is een andere goede keuze; het hoeft niet van een perfecte optische kwaliteit te zijn, omdat het uw doel is om licht te focussen, niet om beelden te creëren. Het is belangrijk op te merken dat een lens licht richt op de zijde tegenover het binnenvallende zonlicht; de focus van een spiegel ligt aan dezelfde kant. Als u de Fresnel-lens voor uw oven kiest, en als deze een gegroefde zijde heeft, is die zijde naar buiten gericht, in de richting van de zon.

Frame

U construeert het frame voor de zonne-oven als een betekent om de lens of spiegel stabiel te houden en om een ​​collector vast te houden die het gefocuste licht opvangt. U kunt stevige metalen, houten of plastic materialen gebruiken om het frame te maken, zolang u maar glimmende materialen vermijdt die zonlicht per ongeluk in uw ogen kunnen reflecteren. In het ideale geval draait het frame op een horizontale as om de spiegel of lens zo aan te passen dat het rechtstreeks op de zon wijst, ongeacht het seizoen of tijdstip van de dag. Na het afstellen moet het draaipunt stevig op zijn plaats worden vastgedraaid, wat zorgt voor een stabiele opstelling.

Collector

De collector van de oven is een beker of container die de gefocuste stralen van de zon vangt en heet wordt. Gebruik mat of mat afgewerkt metaal voor de container; plastic zal bijna onmiddellijk smelten of verbranden en glanzend metaal kan de zon in uw ogen doen weerkaatsen. Vermijd geverfd metaal, omdat de hete zonnestralen de verf verbranden en mogelijk gevaarlijke dampen produceren. Verkrijgen van een baksteen om te dienen als een vuurvast voetstuk waarop de collector kan rusten; metaal zal ook werken, hoewel een steen de warmte niet van de collector afvoert, waardoor de hoge temperatuur gehandhaafd blijft.

Veiligheid

Er zijn twee belangrijke veiligheidsrisico's met uw zonne-oven: warmte en fel zonlicht. Als u de collector aanraakt of uw hand in het brandpunt plaatst, zal het gefocuste licht pijnlijke brandwonden veroorzaken. Oefen evenveel zorg met voorwerpen die je opwarmt met de solaroven als je hete items uit een keukenoven zou verhitten; gebruik een tang om voorwerpen in de collector te plaatsen en op te halen. Het heldere geconcentreerde zonlicht vormt ook een gevaar voor uw ogen; vermijd langdurig naar het gefocusseerde licht te staren, en laat het nooit rechtstreeks in je ogen reflecteren.

Gebruiken

De kracht van een zonne-oven hangt rechtstreeks samen met zijn grootte; grotere lenzen en spiegels leveren hogere temperaturen op. Een grote, vrijstaande zonne-oven, ongeveer een meter groot, zal zachte metalen smelten zoals lood en koper; kleinere tafelmodellen kunnen het soldeer smelten. Met zorg kun je de oven ook gebruiken om klei in aardewerk te vuren. Het kookt water voor het koken en braden vlees en groenten. Je kunt ook de hitte van de oven gebruiken om een ​​Sterling-motor van stroom te voorzien of om kleine machines te laten draaien.