ГОРИ, ГОРИ ЯСНО

II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

ГОРИ, ГОРИ ЯСНО

Абрамовский Р.Е. 1
1МБОУ Степновская СОШ
Абрамовская О.Г. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

 ВВЕДЕНИЕ

Каждый из нас наверняка пользуется батарейками. А после использования - выбрасывает в мусорное ведро, что ведёт к загрязнению окружающей среды.

А можно ли создать батарейку, которая будет не опасна для человека, для окружающей среды и её можно будет легко утилизировать.

Тема моей исследовательской работы: создание фруктово – овощной батарейки..

Цель работы:

  • Выяснить, действительно ли фрукты и овощи могут служить источником электрической энергии и можно ли из овощей, фруктов и подручных материалов изготовить электрическую батарейку?

Задачи:

  • Собрать батарейку из разных овощей и фруктов;

  • Увидеть работу полученного тока наглядно на каких-либо электрических приборах

Гипотеза:

  • Разные фрукты и овощи дают разный по силе ток, чем больше фруктов и овощей в электрической цепи, тем больше будет мощность нашей батарейки.

Новизна работы: в данной работе, мы установили: если собрать батарейку из нескольких фруктов или овощей, тока будет достаточно, чтобы заработали небольшие электронные часы, или загорелась диодная лампочка, таким образом, фруктово – овощная батарейка сможет заменить обычную батарейку.

Методы:

1. Поиск информации по данной теме (книги, энциклопедии, журналы, информацию из Интернета);

2. Проведение экспериментов;

3. Анализ результатов.

Тип проекта– практико-ориентированный.

Проблема исследования – источник тока.

Предмет исследования- получение электрического тока.

Объект исследования: фруктовые и овощные батарейки

2. Батарейка.

2.1. Структура батарейки

Батарейка – это удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для обеспечения энергией переносных устройств. Некоторые батарейки предназначены для одноразового использования, другие можно перезаряжать.

Батарейки бывают разнообразной формы и размеров. Некоторые – маленькие, как таблетка. Некоторые – величиной с холодильник. Но все они работают по одному принципу. В них создается электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них другому.

Любая батарейка или аккумулятор – это ни что иное, как две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина подключена к выводу «+», другая – к выводу «-». Стоит подключить к батарейке нагрузку, например, лампочку, как от пластины «+» к пластине «-» потечёт ток. Начнется химическая реакция в электролите, которая начнет перекидывать электроны с «-» (отрицательной) пластины на «+» положительную.

  1.  
    1. Вред батарейки.

Пульты, часы, игрушки, телефоны, масса других вещей — в доме всегда есть что-то, что работает на батарейках. Несмотря на то, что батарейка может взорваться, протечь и повредить ваше оборудование, или быть проглоченной ребенком, основной вред она нанесет, если не будет правильно утилизирована. Вообще, батарейки — это химические устройства, элементы которых вступают в реакцию, давая на выходе электричество, которым мы и пользуемся. Элементы эти, в основном, токсичны и опасны:

  • свинец (накапливается в организме, поражая почки, нервную систему, костные ткани)

  • кадмий (вредит легким и почкам)

  • ртуть (поражает мозг и нервную систему)

  • никель и цинк (могут вызывать дерматит)

  • щелочи (прожигают слизистые оболочки и кожу).

После выбрасывания металлическое покрытие батарейки разрушается от коррозии, и тяжелые металлы попадают в почву и грунтовые воды, откуда уже недалеко и до рек, озер и прочих водоемов, используемых для питьевого водоснабжения. Ртуть — один из самых опасных и токсичных металлов, имеет свойство накапливаться в тканях живых организмов и может попасть в организм человека как непосредственно из воды, так и при употреблении в пищу продуктов, приготовленных из отравленных растений или животных.А если батарейку сожгут на мусоросжигательном заводе, то все содержащиеся в ней токсичные материалы попадут в атмосферу.

  1.  
    1. Утилизация батарейки.

Хранить дома батарейки не рекомендуется, так как происходит выделение опасных веществ в воздух. По правилам, их необходимо утилизировать на специальных предприятиях.

У нас в России все довольно печально: если вы твердо решили не вредить природе, то пункт приема придется тщательно поискать даже в столице — что уж и говорить про другие города.

3.1. Фруктово – овощная батарейка.

Если изучить литературу на данную тему, то оказывается, если в любой фрукт или овощ воткнуть два электрода различных металлов, то за счет химических реакций, происходящих между соком и металлами, на электродах появится напряжение

В нашей фруктово-овощной батарейке роль электролита выполняет сок из фруктов

и овощей. Положительным электродом может служить медная проволока или медная монета (10 или 50 копеек). А отрицательным электродом – цинковые гвозди или шурупы.

Между прочим изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала именно на основе фруктового сока.

Алессандро Вольта (рис.1) в 1800 году сделал открытие, собрав нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком.

Рис.1 Александр Вольта

 

Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает разность потенциала. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения.

3.2. Исследование 1 «Прибор для измерения электрического тока»

Для измерения тока существует специальный прибор – мультиметр (рис.2). С его помощью можно наглядно увидеть, сколько вольт даёт батарейка. Мы знаем, что обычная пальчиковая батарейка даёт 1,5 Вольта. Убедимся в этом. Возьмём несколько батареек разных производителей и измеряем напряжение.

Рис.2 Мультиметр

 

ВЫВОД:у разных производителей батареек напряжение может быть немного больше или меньше полутора Вольт.

3.3. Исследование 2 «Количество электрического тока в овощах и фруктах»

Приступаем к измерению тока в фруктах и овощах. Воспользуемся медной и цинковой проволокой, вольтметром. Фрукты и овощи возьмём из тех, что нашлись дома (Приложение 1, рис.1 – рис.12).

По полученным измерениям построим таблицу.

Таблица 1.

Результаты измерения тока в овощах и фруктах.

Фрукты

Овощи

Солёные овощи

Название

Вт

Название

Вт

Название

Вт

Лимон1

0,82

Лук

0,75

Огурцы

0,86

Апельсин

0,84

Чеснок

0,59

Помидоры

0,84

Хурма

0,83

Картофель

0,75

 

Банан

0,79

Морковь

0,74

Зелёное яблоко

0,9

Свёкла

0,74

Красное яблоко

0,88

 

По данным таблицы 1 составим рейтинг овощей и фруктов (рис.3), которые способны нам дать больше всего электрического тока

:

Рис.3 Диаграмма 1.

Рис.4 Диаграмма 2

ВЫВОДЫ:

  • Все фрукты и овощи дают электричество;

  • Результат получился не слишком разным между фруктами, овощами, солёными овощами;

  • Фрукты и овощи дают разный по силе ток.

3.4. Исследование 3 «Целый фрукт, долька, полдольки»

Из таблицы измерений видно, что маленькая головка лука даёт не меньше тока, чем более крупный плод - банан.

А половинка и четвертинка яблока даёт столько же тока, сколько и всё яблоко: яблоко – 0,88; ½ яблока – 0, 85; ¼ яблока – 0,86. (Приложение 2, ри.1 – рис.3).

ВЫВОД: напряжение не зависит от размера плода.

3.5. Исследование 4. «Фруктовая батарейка».

Проверим сколько фруктов нужно соединить в цепочку, чтобы загорелась диодная лампочка.

Чтобы увеличить напряжение в нашей батарейке, нужно соединить элементы проводами последовательно, то есть по очереди друг за другом, так чтобы ток пошёл по цепочке от «+» одного фрукта к «-» другого фрукта, и так далее.

  1. Соединим лимон и апельсин: напряжение – 1,34 Вт, лампочка не горит (рис.5).

  2. Добавим в цепь зелёное яблоко: напряжение – 2,31 Вт, лампочка не горит (рис.6).

  3. Ещё добавим хурму: напряжение – 3,2 Вт; ура! – наша лампочка загорелась (рис.7)

Рис. 5 Цепь из лимона и апельсина Рис.6 Цепь из лимона и апельсина, зелёного яблока

ВЫВОД: достаточно хотя бы четыре фрукта соединить в цепь и мы получим напряжение, чтобы диодная лампочка загорелась.

Рис.7 Цепь из лимона и апельсина, зелёного яблока

  1.  
    1. Исследование 5 «Овощная батарейка»

Проверим сколько овощей нужно соединить в цепочку, чтобы загорелась диодная лампочка. Так как в свежих овощах напряжение мало, возьмём солёные овощи .

  1. Соединим два солёных огурца: напряжение - 1, 82 Вт, лампочка не горит.

  2. Добавим в цепь третий огурец: напряжение - 2, 62 Вт, лампочка загорелась (рис.8)!!!

ВЫВОД: достаточно хотя бы три солёных овоща соединить в цепь и мы получим напряжение, такое, чтобы диодная лампочка загорелась.

Рис. 8 Цепь из солёных огурцов

  1.  
    1. Исследование 6 «Гори, гори ясно»

Проверим, какое количество времени может гореть диодная лампочка, присоединённая к фруктово – овощной батарейке. Соединим диодную лампочку с фруктово – овощной батарейкой и оставим её на ночь. Утро – диодная лампочка горит (рис.9)!!!

Рис. 9 Фруктово – овощная батарейка

ВЫВОД: наша батарейка даёт хоть и небольшое электричество, зато довольно

продолжительное время.

  1.  
    1. Исследование 7 «Часики идут»

Сделаем лимонно – апельсиновую батарейку и соединим её с часами. Результат – на часах загораются цифры, и наши часики идут (рис.10)!

ВЫВОД: достаточно соединить в цепь два фрукта и часы будут идти!

Рис. 10 Лимонно – апельсиновая батарейка

3.9 Исследование 8 «Хранение батарейки»

Мы оставили часы работать на целые сутки. Результат превзошёл ожидания. Часы продолжали идти и показывать правильное время! Часы работали трое суток. Фрукты изменились: лимон начал засыхать, а апельсин заплесневел (рис.11).

Рис.11 Фрукты после использования в фруктовой батарейке

ВЫВОД: после использования в батарейке, фрукты и овощи нужно выбросить.

ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Проведенные нами эксперименты, позволят сделать следующие заключения:

  • Из литературы - биологические объекты имеют свой электрический ток;

  • Из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются лимон, апельсин, солёные овощи (светодиод горит дольше);

  • Все фруктовые и овощные батареи, состоящие из четырех элементов, дают свечение светодиода (ток и напряжение достаточны);

Выводы:

  1. Из фруктов и овощей возможно изготовить батарейку, которая при утилизации не загрязняет окружающую среду.

  2. На фруктово – овощной батарейке могут работать некоторые электрические приборы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Моя первая энциклопедия / пер. с англ. В.А.Жукова, Ю.Н.Касаткиной, Д.С.Щигеля - М, 2010

  2. Большая книга "Почему" / пер.с итальянского О.Живаго - М, 2012

  3. Акленова М.Д. «Энциклопедия для детей том 14 », М6Аванта+, 2001г

  4. Володин В.А. «Энциклопедия для детей том 17», М6Аванта+, 2000г

  5. Зубков. Б. В «Энциклопедический словарь юного техника», М: Педагогика,1988г.

Интернет – ресурсы:

  1. http://avega.net.ua/avega/index.php/poznavatelnoe/2284-2011-12-16-09-06-54.html

  2. http://www.xn--80aaacnkyej1ders.xn--p1ai/o_vrede_batareek.html

  3. http://on-the-green-planet.com/malenkaya-batarejjka-i-ee-bolshojj-vred-utilizaciya-otrabotannykh-batareek-v-ukraine/

  4. http://eneloop.kz/batareiki.html

  5. http://www.business-equipment.ru/pererabotka/pererabotka-batareek.html

  6. http://digit.ru/technology/20100707/252798803.html

  7. http://www.mobime.ru/news/2006/04/18/potatoes_battery.html

  8. http://nepropadu.ru/blog/Masterskaia/4748.html

  9. http://ru.wikipedia.org/wiki/Батарейка

  10. http://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический_ток

Приложение 1.

Рис 1. Мультиметр Рис 2.Медная и цинковая проволока

(проводники)

Рис.3 Измеряем ток в зелёном яблоке Рис. 4 Измеряем ток в апельсине

Рис. 5 Измеряем ток в лимоне Рис.6 Измеряем ток в банане

Рис.7 Измеряем ток в хурме Рис.8 Измеряем ток в красном яблоке

Рис.9 Измеряем ток в луковице Рис.10 Измеряем ток в чесноке

Рис.11 Измеряем ток в картофеле Рис.12 Измеряем ток в свёкле

Приложение 2

1 лимон сначала надо помять, чтобы разрушить в нём волокна между электродами

19

Просмотров работы: 911