II Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ГОРИ, ГОРИ ЯСНО

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Абрамовский Р.Е. 1

---

1МБОУ Степновская СОШ

Абрамовская О.Г. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Работа в формате PDF

1.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

 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.

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