核心概念
电
导体
绝缘体
引言
电为许多你每天使用的设备供电。这些设备由电路组成，从非常简单的（例如只有单个灯泡的灯）到非常复杂的（例如计算机中的电路）。尝试这个项目，制作你自己的简单电路，并用它来测试哪些常见的家用材料可以导电。
背景
你可能经常听到“电”这个词，但它实际上是什么意思？在日常使用中，电通常指的是带电粒子（称为电子）在金属线中移动。电流的流动称为电流。金属通常是很好的导体，这意味着它们能让电流轻松流动。不容易让电流流动的材料称为绝缘体。大多数非金属材料，如塑料、木材和橡胶都是绝缘体。如果你曾经将插头插入墙壁插座，你就会注意到这一点。插头上的插脚和电线内部的电线是金属的，但它们被塑料或橡胶绝缘材料包围，因此当你触摸电线时不会触电！
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电流流动需要一个完整的“回路”。这被称为闭合电路。这就是为什么墙壁插座有两个插脚，而电池有两个端（正极和负极）而不是只有一个。你将它们都连接到电路，从而创建一个完整的回路。如果回路中断，它将变成一个开路，电流将不会流动。
在这个项目中，你将通过拆解一个手电筒（当然，要经过允许）来构建你自己的简单电路。你将使用你的电路作为测试仪，以确定家用材料是导体还是绝缘体。当你将电路连接到导体时，你将创建一个闭合电路，手电筒灯泡将亮起。如果你将电路连接到绝缘体，你仍然会有一个开路，因此灯泡将保持熄灭。
材料
手电筒（可以拆卸的那种）
手电筒的电池
三根可以切割和剥线的电线（更多信息请参见步骤）
带有公制刻度的尺子
电工胶带（和/或橡皮筋）
剪刀或刀（以及成人的帮助）
各种可以在你的电路中测试的金属和非金属家用材料
准备工作
要完成此项目，你需要从旧电子设备中回收三段电线。你可能有一个装满旧手机充电器的杂物抽屉——那些很管用。你也可以在五金店或一些工艺品店购买电线。
剪下三段电线，每段至少 10 厘米长。
让成年人使用剪刀或锋利的刀片刮掉每根电线末端约一厘米的绝缘层，露出里面的金属。（还有一种专门的工具可以做到这一点，称为剥线钳。如果你有剥线钳，你或成年人可以使用它们。）
拆卸你的手电筒。取出电池。如果可能，拧下“头部”（固定灯泡的部分）并卸下开/关开关。大多数手电筒都可以徒手轻松拆卸，但你可能需要另一个工具（例如螺丝刀）和/或成人的帮助才能做到这一点。
注意：墙壁插座中的电力非常危险，可能会致命。切勿在插头插入墙壁插座时切入电线或打开电子设备。
步骤
检查你手电筒的内部，并尝试追踪电路。请记住，电流流动需要闭合电路。手电筒中的电路通常从电池仓的一端，通过开/关开关，然后通过灯泡，再回到电池仓的另一端。你能找到电路吗？
你的第一个目标是使用两根电线将电池仓直接连接到灯泡。这可能需要你进行一些调整——并非所有的手电筒都相同。创建一个你自己的新的闭合电路是否困难？
电池仓应有正极 (+) 和负极 (–) 端。使用电工胶带将一根电线的一端连接到电池仓每一端的金属部件上。确保用力挤压电线，以便它们充分接触。(提示：如果电池只是滑入手电筒主体中——而不是被夹子或弹簧固定到位——当你将它们从手电筒中取出时，使用橡皮筋将它们首尾相连地固定在一起。)
现在，在灯泡外壳上寻找两个金属触点，并使用电工胶带将电线的另一端连接到这些触点。提示：有时整个手电筒外壳的内部都是金属的，这可以用作触点之一。你是否能够创建一个电路并使灯泡亮起？
如果你正确地进行了连接，这应该会导致灯泡亮起。如果灯泡不亮，请不要担心！你可以检查以下几件事
你可能有一个 LED 手电筒。LED 代表发光二极管。LED 是一种特殊的灯泡，它的作用类似于电流的单向阀。只有当它的正极 (+) 和负极 (–) 两侧以正确的方式连接时，它才会亮起。尝试反转两根电线连接到电池组的方式，看看它是否会亮起。
你可能无法获得光亮的另一个原因是你的电线可能与手电筒电路中的金属没有良好接触。尝试用手指捏住接触点，或使用迷你衣夹或长尾夹等东西来挤压连接处。
你现在应该有一个工作的电路。实际上，你已经从手电筒外壳中取出电池和灯泡，并使用两根电线重新创建了电路。你可以使用此电路通过添加第三根电线来测试家用材料的导电性。
断开电池组一端的电线。这将创建一个开路，你的灯泡应该会熄灭。
将第三根电线的一端粘到电池组的那一端。你的电路现在应该总共有三根电线，其中两根有自由端。
将电线的两个自由端接触在一起。这应该会再次创建一个闭合电路，你的灯泡应该会亮起。
通过同时用两个自由线端触摸材料来测试材料是否导电。
如果你触摸金属物体（例如回形针或铝箔）会发生什么？如果灯泡亮起，这是否意味着该材料是导体还是绝缘体？
如果你触摸非金属物体（例如木材、塑料或橡胶）会发生什么？灯泡会亮起还是保持熄灭？
附加：你能在家里找到任何非金属导电材料吗？
观察和结果
一旦你拆开手电筒，可能需要做一些工作来逆向工程。但是，你应该能够通过使用两根电线将电池仓直接连接到灯泡，使手电筒在没有电源开关的情况下正常工作。添加第三根电线可以让你创建一个“测试仪”。当你用自由线端接触金属物体时，灯泡应该像通常一样亮起。这之所以起作用，是因为金属物体是导体，因此它们会创建一个闭合电路。当你接触绝缘材料（例如塑料、橡胶和木材）时，电路保持开路，因此灯泡保持熄灭，因为没有电流可以流动。
非金属导电材料很难找到。石墨铅笔芯可能适用于某些手电筒。但是，与金属相比，石墨的电阻非常高，因此灯泡可能会显得非常暗淡或根本不亮。
清理
如果你需要再次使用手电筒，请重新组装它，或保留你的自制导电性测试仪！
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