V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование электрических свойств простого карандаша.
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Графит является основой для производства графена - перспективного материала как основы наноэлектроники. Изучение электрических свойств графита является актуальным,
Поэтому цель моего проекта:
-исследование зависимости электрического сопротивления грифеля простого карандаша от его состава и линейных размеров
- сборка электрической цепи, в одном из участков которой используется карандаш.
Задачи:
1)- изучение различных источников информации о карандашах
2)- измерение с помощью цифрового мультиметра электрического сопротивления грифелей карандашей разных видов;
3)- исследования зависимости электрического сопротивления грифеля карандаша от его линейных размеров;
4)- проверка работы электрической цепи, в одном из участков которой используется карандаш.
5)-анализ полученных результатов.
Гипотеза:
Загорится ли лампочка в электрической цепи, если один из участков цепи заменить на стержень простого карандаша?
Объект исследования:
Грифель простого карандаша.
Оборудование и материалы:
Мультиметр, батарейки 4х1,5 В, лампочка карманного фонарика, соединительные проводники, переключатель, простые карандаши разной твердости
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:
Карандаш (тюрк. karadaş, «кара» — чёрный, «даш» — камень, дословно, — чёрный камень) — инструмент в виде стержня, изготавливаемого из пишущего материала (угля, графита, сухих красок и т. п.), применяемый для письма, рисования, черчения. Часто, в целях удобства, пишущий стержень карандаша вставляется в специальную оправу.
Простой карандаш имеет графитовый грифель и пишет серым цветом с оттенками от светлого до почти чёрного (зависит от твёрдости графита).
Карандаши различаются по твёрдости грифеля, которая, как правило, указана на карандаше и обозначается буквами М (или B — от англ. blackness (букв. чернота) — мягкий и Т (или H — от англ. hardness (твёрдость) — твёрдый. Стандартный (твёрдо-мягкий) карандаш обозначается сочетаниями ТМ или HB. Буква F (от англ. fine point (тонкость) – это средний тон между НВ и Н.
|
9H |
8H |
7H |
6H |
5H |
4H |
3H |
2H |
H |
F |
HB |
2B |
3B |
4B |
5B |
6B |
7B |
8B |
9B |
||||||
|
Самый твёрдый |
→ |
Средний |
→ |
Самый мягкий |
||||||||||||||||||||
Интересные факты:
Известный французский карикатурист Эммануэль Пуаре (1858—1909), родившийся в России, придумал себе аристократично звучащий на французский манер псевдоним Caran d’Ache, которым стал подписывать свои работы. Позднее этот вариант французской транскрипции русского слова «карандаш», был выбран названием и фирменным знаком швейцарской торговой марки Caran d’Ache, основанной в Женеве в 1924 году, выпускающей эксклюзивные пишущие инструменты и аксессуары.
Обычным карандашом средней твёрдости можно провести линию длиной 55 км или написать 45 тысяч слов. Одна буква, написанная карандашом, весит в среднем 0,00033 грамма.
Определение электрического сопротивления грифеля.
Проверим, проводит ли грифель карандаша электрический ток, и от каких величин зависит его значение.
Напряжение - характеристика электрического поля, характеризуется работой над единичным зарядом.
Если в цепи устанавливается электрический ток, то это означает, что через поперечное сечение проводника все время переносится электрический заряд. Заряд, перенесенный в единицу времени служит основной количественной характеристикой тока называемой силой тока.
В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит ом (Ом). Сопротивлением в 1 Ом обладает такой участок цепи, в котором при напряжении 1 Вольт возникает ток силой 1 Ампер. Сопротивление обозначается величиной R. Сопротивление определяем из закона Ома для участка цепи:
Сопротивление зависит от длины проводника, площади его поперечного сечения и материала, из которого он сделан. Удельное сопротивление графита равно 13
Ом*мм2м.
Для проведения эксперимента мы использовали грифели разной длины: 10,5; 11,5; 15,5; 17,5 см.
В результате эксперимента получили:
Грифель длиной 10,5 см. и мягкостью ТМ имеет сопротивление 11 Ом;
Грифель длиной 11,5 см. и мягкостью М- 7 Ом;
Грифель длиной 17,5 см. и мягкостью 2М- 5 Ом;
Грифель длиной 17,5 см. и мягкостью 3М- 3 Ом
Собрав электрическую цепь, в одном из участков которой используется стержень простого карандаша, я убедился, что этот стержень является проводником электрического тока, т.к. лампочка загорелась
Собрав две электрических цепи, где в одном из участков использовался сначала мягкий стержень, потом твердый, я убедился, что с мягким стержнем лампочка горела ярче, чем с твердым.Следовательно, мягкий стержень карандаша является более хорошим проводником электрического тока, чем твердый.
Список литературы:
1) Фасмер, М. Этимологический словарь русского языка том 2., Астрель, АСТ 1986-87
2) Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
3) Сайт “Википедия”
4) https://allyslide.com/en/viewer/prezentaciya-na-temu-grafen--material-budushhego