Review: Science Action Lab Kit

(gepubliceerd op 13-11-2021)

Met deze kit kunt u uw (klein)kinderen een keertje iets anders cadeau doen dan meer van hetzelfde. Misschien is deze experimenteerkit de start van een boeiende hobby of technische carrière!

Kennismaking met de 'Science Action Lab Kit'

Een en al nostalgie....
Mijn interesse in elektriciteit en alles dat daarmee te maken heeft zit van jongs af aan in mijn genen, maar kreeg een flinke boost toen ik voor een verjaardag of een goed rapport een grote doos, genaamd 'Der Kleine Elektriker', van het Duitse Kosmos kreeg. In die doos zat een aantal vreemdsoortige voorwerpen die, aan elkaar gekoppeld, opeens een elektromagneet, een elektrisch motortje, een trafo of een bel vormden. Ik weet nog goed hoe geweldig ik het vond dat ik iets in elkaar had gefrutseld dat zomaar vanzelf ging draaien. Dat was het begin van een levenslange hobby en carrière: de elektronica.
Ik gun het de jeugd van nu van harte dat ook zij zo geestdriftig en geïnspireerd wordt door het uitvoeren van dergelijke leuke experimentjes. En dat kan, want uit China komt iets soortgelijks als 'Der Kleine Elektriker': 'Science Action Lab Kit'.

Wat is de 'Science Action Lab Kit'?
Deze kit bevat een veertigtal modules en componenten waarmee u tientallen eenvoudige elektrische en magnetische experimentjes kunt uitvoeren. Alle modules van deze kit zijn van stevig kunststof gemaakt en de kwaliteit is dusdanig dat ook een ietwat ruwe behandeling geen schade aanricht. Bovendien kunt u de meeste modules spotgoedkoop via AliExpress los nabestellen, zou er tóch iets defect geraken.
Met die veertig onderdelen kunt u vrijwel alle basiswetten en basisverschijnselen van de elektriciteit, het magnetisme en het elektromagnetisme op een speelse manier toelichten aan de hand van eenvoudige proefjes. Zo leert uw jonge speelgenoot de beginselen van stroom en spanning en leert hij of zij de wet van Ohm en de serie- en parallelschakelingen te begrijpen. Met ingewikkelder proefjes wordt duidelijk hoe een elektrische bel, een trafo en een elektrische motor werken en hoe met een dynamo elektriciteit wordt opgewekt.

Een overzicht van de geleverde onderdelen
In de onderstaande foto zijn vrijwel alle componenten waaruit het systeem bestaat verenigd. U herkent zonder twijfel alle onderdelen die in uw eerste natuurkunde prakticum aan de orde kwamen: batterijhouders, schakelaars, lampjes, magneten, een wollen doek, elektrostatische staven, een kompas, ijzervijlsel, een spoel, een bel, een reostaat, een voltmeter en een ampèremeter. De modules hebben aansluitingen onder de vorm van veertjes of schroefconnectoren. Deze kunt u verbinden door middel van de meegeleverde snoertjes met vorkcontacten.

Vrijwel alle onderdelen van het systeem verenigd in één foto. (© 2021 Jos Verstraten)

Waar te koop?
Het is bekend dat Chinese producten vaak onder diverse namen worden aangeboden. Deze 'Science Action Lab Kit' spant de kroon. Wij hebben minstens acht namen gevonden waaronder deze kit of onderdelen ervan worden aangeboden:
       - Lerbor
       - United Scientific Supplies
       - Elesoc
       - Xingou
       - EUDAX 
       - SntieEcr
       - Teenii
       - Yarkor
Wij schreven 'of onderdelen ervan' omdat ook de samenstelling en dus de prijzen van de kits nogal uiteenlopen. In de onderstaande foto hebben wij een lang niet uitputtende samenvatting gemaakt van kits die wij via AliExpress hebben gevonden. De prijzen van deze kits variëren van een paar tientjes tot meer dan tachtig euro. U moet de foto's bij de aanbieding altijd goed bekijken om te onderzoeken hoeveel van de ongeveer veertig onderdelen er in de aangeboden kit zitten!

De beschikbare onderdelen worden aangeboden in diverse kits. (© 2021 Jos Verstraten)

Waar u de losse onderdelen kunt bestellen
Op dit blog houden wij er niet van links te leggen naar aanbieders van bepaalde producten. De link kan een maand later reeds dood zijn. Per uitzondering doen wij dat hier wél. De enige aanbieder die een heleboel losse onderdelen van het systeem aanbiedt is EUDAX, te bereiken via:
Aanklikbare link ➡ EUDAX winkel op AliExpress
Ga naar 'Products', naar 'Physical Experiments' en dan naar 'Accessories'. Bij deze 'Accessories' staat ook een aantal modules die wij in geen enkele kit hebben aangetroffen, zoals:

• Een module met drie LED's in de primaire kleuren en een glazen bol waarin deze kleuren worden gemengd (€ 4,60).
• Een module met een omschakelrelais (€ 3,61).
• Een module die drie parallele laserbundels uitzendt (€ 4,59).
• Een module met een lichtgevoelige weerstand en een LED (€ 2,30).

Wat u er mee kunt
Een leuke video die een goed inzicht geeft in wat u met het systeem kunt doen hebben wij gevonden op de website van Teenii.

Een goede handleiding is onontbeerlijk
Meer nog dan bij een bouwkit van een print is bij dit soort experimenteer kits een goede handleiding onontbeerlijk. Bij sommige kits wordt een heel summiere Engelstalige handleiding geleverd en bij sommige zelfs een Chinese! In de onderstaande scan ziet u bijvoorbeeld twee pagina's uit de handleiding die in onze kit zat. Die merkloze kit werd via AliExpress geleverd door 'Enlightenment Education Store', het is maar dat u het weet! Het is wel jammer dat deze handleiding niet in het Engels is, want in dit 34 pagina´s dikke boekje worden wél heel veel experimenten beschreven. Omdat alle experimenten met foto's worden toegelicht hebt u misschien toch iets aan deze handleiding. Vandaar dat wij deze hebben gescand en op onze persoonlijke cloud in Google Drive ter download hebben gezet:
Aanklikbare link ➡ Science_Action_Lab_Kit_Manual_01.pdf

Een van de Chinese handleidingen.
(© 2021 Jos Verstraten)

Een tweede zeer bruikbare handleiding is deze van Lerbor die als PDF-bestand ter beschikking staat op internet:
Aanklikbare link ➡ Science_Action_Lab_Kit_Manual_02.pdf

In deze uitstekend verzorgde Engelstalige handleiding van 44 pagina's wordt in 18 hoofdstukken een aantal experimenten duidelijk beschreven. Maar helaas is ook deze handleiding niet compleet. De meest uitgebreide kit bevat onderdelen, zoals een reed-contactje, een elektroscoop, een zonnecel, een zoemertje en een LED-module die in deze handleiding helemaal niet aan de orde komen. Bovendien ontbreekt in deze handleiding het deel 'Elektrostatica' volledig. Dus géén experimentjes met de wollen doeken, de elektrostatisch op te laden staven en de elektroscoop die in de meeste kits zitten. Jammer, maar daar weet u, als ervaren elektronica hobbyist, natuurlijk een mouw aan te passen. Dergelijke experimentjes kunt u uiteraard zélf bedenken en uitvoeren.

De geleverde onderdelen in detail

De verzorging van de voeding
Het is de bedoeling dat alle experimenten worden gevoed uit drie 1,5 V type AA batterijen. Hiervoor worden drie batterijhouders meegeleverd, die op een handige manier in elkaar klikken zodat u een overzichtelijke serieschakeling krijgt. De batterijhouders hebben schroefconnectoren. U schroeft het rode of zwarte dopje even los, duwt het vorkcontact van de snoertjes tegen de schroefdraad en schroeft het dopje weer vast. Gaat er eentje kapot?. Geen probleem, voor € 1,97 kunt u een nieuwe bestellen.

Een van de drie geleverde batterijhouders. (© EUDAX)

De meetapparaten
Bij alle kit's worden twee grote analoge meters geleverd met een schaal van 90 mm. Ook deze onderdelen hebben schroefconnectoren. Vreemd genoeg hebben beide meters het nulpunt niet in de linkerhoek van de schaal, maar iets meer naar rechts. Ze kunnen dus ook kleine negatieve waarden meten.
De voltmeter heeft twee bereiken:
       -1,0 V ~ +3,0 V
       -5,0 V ~ +15,0 V
Die tweede schaal is uiteraard een beetje vreemd voor een kit waarbij de voedingsspanning slechts 4,5 V bedraagt. De nauwkeurigheid van de aan ons geleverde meter:
       - Indicatie +3,0 V ➡ +2,93 V
       - Indicatie -1,0 V ➡ -0,95 V
       - Indicatie +15,0 V ➡ +14,70 V
       - Indicatie -5,0 V ➡ -4,78 V
De inwendige weerstand van de voltmeter bedraagt 3,94 kΩ in de gevoeligste bereik en 19,47 kΩ in het andere bereik.

Ook de ampèremeter heeft twee bereiken:
       -0,2 A ~ +0,6 A
       -1,0 A ~ +3,0 A
Wij hebben de nauwkeurigheid even gecontroleerd:
       - Indicatie +0,6 A ➡ +0,59 A
       - Indicatie -0,2 A ➡ -0,21 A
       - Indicatie +3,0 A ➡ +2,98 A
       - Indicatie -1,0 A ➡ -1,09 A
De inwendige weerstand hebben wij gemeten als 1,12 Ω in het gevoeligste bereik en 0,24 Ω in het andere bereik.
Deze analoge meters kunnen uiteraard vrij gemakkelijk defect geraken. Het volstaat even een nieuwe batterij per ongeluk aan de ampèremeter aan te sluiten en de kans is groot dat het draaispoeltje in de meter doorbrandt. Gelukkig zijn deze meters spotgoedkoop. Ze kosten € 2,99 per stuk!

De twee meters van het systeem. (© EUDAX)

De onderdelen voor de elektrische experimenten
Hiermee bedoelen wij de onderdelen die nodig zijn om de fundamentele wetten van de elektriciteit, de wet van Ohm en de serie- en de parallelschakeling, te onderzoeken. Dat zijn dus de snoertjes, de schakelaars, de lampjes, de weerstanden en de reostaat (schuifpotentiometer). Deze onderdelen zijn verenigd in de onderstaande foto. Sommige modules hebben geen schroefconnectoren, maar veertjes als contacten. De bedoeling is dat u met de linker hand een veertje scheef duwt en met de rechter hand het vorkcontactje van een snoertje tussen twee nu openstaande windingen van het veertje klemt. Al u het veertje weer loslaat spring dit in de originele stand en wordt het vorkcontact tussen de windingen geklemd. De tien geleverde snoertjes (vijf rode, vijf zwarte) zijn soepel en 23 cm lang.
De reostaat heeft een waarde van 20 Ω en kan 2 A stroom verwerken. Ons exemplaar heeft een weerstand van 18,97 Ω en een loper die niet bepaald soepel over de geleidingsstaaf glijdt. Het onderdeel met de drie vaste weerstanden is goed voor 15 Ω, 10 Ω en 5 Ω.

De basiscomponenten voor de elektriciteitsproeven. (© 2021 Jos Verstraten)

Met deze eenvoudige modules kunt u heel wat experimenten uitvoeren en bijvoorbeeld met de V- en A-meters de waarde van een onbekende weerstand meten. In de onderstaande foto ziet u de opstelling voor het demonstreren van de wet van Ohm.

De opstelling voor de demonstratie van de wet van Ohm. (© Lerbor)

De onderdelen voor de magnetische experimenten
Voor het uitvoeren van magnetische experimenten worden drie staafmagneetjes, een hoefijzer magneet, een ronde magneet en een magneet op wieltjes geleverd. Met deze laatste is uiteraard mooi te demonstreren hoe een magneetveld in staat is voorwerpen in beweging te zetten.

De onderdelen voor de experimenten met magnetisme. (© 2021 Jos Verstraten)

Uiteraard ontbreken het kompasje en het ijzervijlsel niet. Helaas wordt maar erg weinig ijzervijlsel geleverd, zodat het niet goed mogelijk is de veldlijnen van het veld rond een hoefijzer magneet zo mooi in beeld te brengen als in de onderstaande figuur. Een gemiste kans!

De magnetische veldlijnen rond de hoefijzer magneet.
(© Lerbor)

De onderdelen voor de elektromagnetische experimenten
Hier komen de wat spectaculairdere experimentjes aan bod! U hebt de beschikking over een elektromagneet, een motor, een bel en een generator. Voor de motor hebt u ook de hoefijzer magneet nodig. Die magneet komt ook van pas bij de 'dubbele rail'-module waarmee u de werking van de magnetische kracht kunt aantonen. De generator bestaat uit een hendel, een tandwielkastje en de eigenlijke generator. Uw handbeweging wordt door middel van vier tandwielparen omgezet in een flink toerental. Deze module levert maximaal ongeveer 6,0 V en heeft een kortsluitstroom van 0,6 A. U kunt er dus de lampjes van de set mee laten branden.

De onderdelen voor elektromagnetische experimenten. (© 2021 Jos Verstraten)

Met de onderstaande proef kunt u de kracht demonstreren die een magnetisch veld op een stroomvoerende geleider uitoefent. Deze kracht wordt de 'Lorentzkracht' genoemd. U moet hiervoor de 'dubbele rail'-module voorzien van de hoefijzer magneet en het koperen staafje op de twee 'rails' van de module leggen. Als u de stroom in de kring laat toenemen zal op een bepaald moment het koperen staafje over de rails gaan rollen. U kunt nu meten bij welk stroom dat gebeurt en hoe de richting van de stroom de richting van de krachtvector beïnvloedt. De 'railguns' waarmee nu in diverse legers wordt geëxperimenteerd werken volgens dit principe. Dan wordt geen koperen staafje, maar een granaat met grote kracht en dus snelheid over de rails weggeschoten. Met dit experiment kunt u ook de beroemde 'rechterhandregel' demonstreren. Dit trucje wordt gebruikt voor het uitvinden van de richting van magnetische veldlijnen rond een stroomdraad. Als u de duim van uw rechterhand laat wijzen in de richting van de stroom, wijzen uw gebogen vingers de richting aan van het magneetveld dat rond de draad heenloopt.

Het demonstreren van de kracht die een magneetveld op een stroomvoerende
geleider uitoefent. (© 2021 Jos Verstraten)

De onderdelen voor de elektrostatische experimenten
Voor het uitvoeren van experimenten met statische elektriciteit bevat de kit een katoenen doek, een wollen doek, een glazen staaf, een ebonieten staaf en een polymethylmethacrylaat (perspex) staaf. Met die attributen kunt u door wrijving positieve en negatieve ladingen genereren. Die kunt u aantonen door middel van een uiterst primitieve, maar werkzame elektroscoop.

De attributen voor het uitvoeren van elektrostatische
experimenten. (© 2021 Jos Verstraten)

Ongedocumenteerde modules

In het systeem zit een aantal modules die niet in de aan ons bekende handleidingen en kits aan de orde komen en waarmee u misschien niet weet wat u er mee moet.

Het soortelijke weerstand module
Als eerste bespreken wij even de onderstaande module. Deze bevat drie op het oog identieke draadjes van verschillende metalen en hiermee kunt u het verschijnsel 'soortelijke weerstand' van een geleider aantonen. De drie draadjes in onze module hebben weerstanden van 1,78 Ω, 2,19 Ω en 7,05 Ω en deze verschillen zijn dus groot genoeg om met de volt- en ampèremeter te kunnen detecteren.

Met deze module kunt u het begrip 'soortelijke weerstand'
demonstreren. (© EUDAX)

De zonnecel en de motor
Met de in onderstaande foto voorgestelde zonnecel module kunt u een klein motortje laten draaien. De zonnecel die in onze kit zit levert bij maximale belichting met een 5 W LED-lampje onbelast een spanning van 1,17 V. Het motortje begint te draaien bij een klemspanning van 0,56 V. Dat moet dus gemakkelijk gaan, zo lijkt het. Echter, de stroom die het motortje trekt is te groot voor de zonnecel, de spanning stort in elkaar. U krijgt het motortje alleen aan het draaien als u de zonnecel zo ongeveer in de ballon van een forse lamp duwt. Niet echt geschikt voor een overtuigende demonstratie!

Zonnecel module die een klein motortje moet voeden.
(© EUDAX)

De fruit- en groenten-batterij
Dat bekend proefje mag uiteraard in zo'n experimenteerkit niet ontbreken! In iedere kit wordt een aantal koperen en ijzeren elektrodes geleverd die u bijvoorbeeld in citroenen kunt duwen en die dan een batterij vormen waarmee u een LED'je kunt laten branden. In onze kit zitten helaas maar één koperen en één ijzeren elektrode, zodat de spanning te laag is voor het laten branden van het LED'je (dat is wél in onze kit aanwezig).

De fruit batterij ontbreekt niet! (© Lerbor)

De zoemer module
Deze module bevat een klein piëzoceramisch zoemertje dat al bij een spanning van 1,20 V begint  te zoemen.

De zoemer module. (© EUDAX)

De elektromagnetische kracht module
Deze module bevat op de bodem een klein permanent magneetje en twee metalen steunen. Van een meter bijgevoegde wikkeldraad moet u een spoeltje wikkelen. Van de beide uiteinden schraapt u met een scherm mesje de isolatielak af. Dan legt u dit spoeltje volgens de onderstaande foto op de twee metalen steunen van de module. Als u de module vervolgens via de reostaat aansluit op de spanning zult u zien dat het spoeltje een halve slag gaat draaien. Het principe waarop een elektrische motor is gebaseerd!

De elektromagnetische kracht module. (© EUDAX)

De wet van Joule module

Deze module bevat drie draadgewonden weerstanden die in goed thermisch contact staan met twee thermometers die tot 100 °C meten. Met deze module kunt u de wet van Joule demonstreren. Deze wet geeft het verband weer tussen de hoeveelheid warmte die in een weerstand wordt gegenereerd als er een elektrische stroom doorheen vloeit en het elektrisch vermogen in watt.|

De wet van Joule module. (© EUDAX)

(Banggood sponsor advertentie)
Beginnerskit 'Science Action Lab Kit'