VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Природное электричество

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Микаев Т.Р. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Гимназия»

Зверева Т.В. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Гимназия»

Работа в формате PDF

285.6 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Электричество - неотъемлемая часть жизни современного человека. Светятся уличные фонари, светофоры, окна домов и широкие витрины магазинов. По столбам протянуты провода, которые несут электрическую энергию. Это невидимая, богатырская сила, которая движет всё вокруг. На стене в моей комнате небольшая коробочка с двумя отверстиями – электророзетка. Невидная коробочка, почти незаметная. Но без нее жить в доме было бы и скучно и неудобно: на экране телевизора появился интересный фильм. Зажужжал пылесос – домашний дворник. Теплым паром окутал бельё электроутюг. От этих предметов тянутся к розетке провода. По ним идет электрический ток. Без электричества потухнут экраны телевизоров, остынут утюги, откажутся работать пылесосы, холодильники, компьютеры и телефоны. Остановится привычная для всех жизнь…

Как-то в нашем доме отключили свет, и всё погрузилось во мрак, тогда я и задумался, а что если в один момент исчезнет электричество. А вдруг, мы окажемся на необитаемом острове, в результате авиакатастрофы? Что же мы будем делать? Этот вопрос заинтересовал меня и заставил обратиться к сбору информации в различных источниках: книгах, интернете.

Я второй год посещаю клуб инженерного развития «Роботроник». Меня увлекает электроника, робототехника, программирование, поэтому мне известно, что есть электричество, которое мы используем для комфортной жизни. Но, к сожалению, часто мы принимаем наличие электричества, как должное, и не всегда понимаем, какие научные усилия нужно было приложить для приручения электричества, ведь оно окружает нас в природе.

Мне стало интересно узнать о способах альтернативного получения электроэнергии из подручных материалов.

Я захотел выяснить, может ли человек использовать эту способность в своей деятельности. Это и стало темой моего исследования.

Объект исследования: Природное электричество.

Предмет исследования: Процесс преобразования природной энергии в электрическую.

Цель: Получить источник электричества в домашних условиях с использованием подручных материалов (картофель, земля, вода).

Задачи:

изучить литературу и интернет источники об электричестве;

узнать, откуда берется электричество и как оно существует в природе;

провести опыты, доказывающие существование электричества

Гипотеза: Если энергия существует в природе, то возможно её преобразование в электрическую

Методы проведения исследования:

• изучение литературных источников;

• наблюдение;

• сравнение;

• физические опыты;

• обобщение.

Теоретическая значимость:

• изучение и систематизация материала по данной теме.

Практическая значимость:

• без электричества представить нашу современную жизнь практически не-

возможно.

• результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире,

помогут в повседневной жизни.

Глава 1. Теоретическая часть.

Что такое электричество?

Без электричества представить нашу современную жизнь практически

невозможно. Скажите, как можно обойтись без освещения и тепла, без электродвигателя и телефона, без компьютера и телевизора? Электричество настолько глубоко проникло в нашу жизнь, что мы порой и не задумываемся, что это за волшебник помогает нам в работе. Этот волшебник – электричество.

Слово «электричество» произошло от греческого слова «электрон». Оно означает «солнечный камень - янтарь».

Электрический ток – направленное движение заряженных частиц, похожее чем-то на реку, только в реке течёт вода, а по проводам маленькие частицы атома – электроны. Электрический ток движется по проводнику в замкнутой цепи от источника тока к потребителю. Проводник – это вещество, способное легко проводить электрический ток. Если мы имеем дело с металлом, то заряженные частицы – это электроны. Практически все металлы - проводники электрического тока. Те вещества, которые не проводят ток, называются изоляторами. К изоляторам относится пластик, резина и т.д. В наши квартиры электрический ток поступает по проводам изготовленные из меди, покрытые изоляционными материалами. Медь очень хорошо проводит ток. В проводах электроны двигаются под действием магнитного поля.

Силу электрического тока можно измерить. Единица измерения силы

тока — Ампер, получила своё название в честь французского ученого, который первым исследовал свойства тока. Имя ученого-физика – Андре Ампер.

Все в нашем мире состоит из крошечных частиц - атомов. Воздух, которым мы дышим, страницы книг, одежда, наше тело – всё это сделано из миллионов мельчайших невидимых атомов. В центре каждого атома находится ядро, в котором есть маленькие частицы- протоны, имеющие положительный заряд(+) и нейтроны, которые не имеют заряда. Ещё более мелкие частицы, называемые электронами, движутся вокруг ядра. Электроны заряжены отрицательно (-). Они вращаются на орбитах вокруг ядра подобно тому, как движутся планеты вокруг Солнца. Обычно число протонов и электронов равно. Их заряды уравновешены, и атом электрически нейтрален. Электрон - это самая «трудолюбивая» частичка. Почти во всех современных приборах усердно работают электроны. Недаром же современная техника называется электронной.

Электрон – наиболее легкая из заряженных частиц. Его масса почти в 2000 раз меньше массы протона и нейтрона. Очень мал и его заряд – скорее всего, самый маленький заряд в природе [6, с.48,49].

Атом может принимать или отдавать электроны. Если он принимает

электрон, то становится отрицательно заряженным (-). Если он теряет электроны, то становится положительно заряженным (+) [7, с. 34].

Если заряженные частицы находятся на близком расстоянии друг от друга, то начинают воздействовать друг на друга. Это явление называется силой электрического взаимодействия. Расстояние, на которое действует эта сила, называется электрическим полем.

Частицы с противоположными зарядами, (положительная (+) и отрицательная (-), притягиваются друг к другу. Частицы с двумя одинаковыми зарядами (обе частицы заряжены положительно или отрицательно) отталкиваются друг от друга.

Электричество – эффект, вызванный движением и взаимодействием заряженных частиц.

В некоторых веществах отдельные электроны не удерживаются атома-

ми и свободно перемещаются между ними. Электроны, покинувшие свои атомы, называются свободными. Такие электроны есть, например, в любом металле. Именно свободные электроны при определенных условиях начинают двигаться в одном направлении, образуя электрический ток. Трудно вообразить себе, какое огромное количество электронов движется по электрическим проводам, выполняя ежедневно полезную для нас работу. Это они освещают наши дома и улицы, благодаря им движется электротранспорт, без них не работал бы ни один электроприбор [6, с. 50].

Сила электрического тока, протекающего в проводе, зависит от числа

свободных электронов, которые движутся сквозь него. Огромное число свободных электронов обеспечивает сильный ток, малое число – слабый ток.

Иногда предметы заряжаются электричеством просто при трении. Вот тут-то и возникает «необычное» электричество, которое мы называем статическое. А в чем его волшебство мы проверим на опытах .

Некоторые изолирующие материалы приобретают заряд при трении.

Это происходит потому, что электроны из одного материала переходят в другой. Из-за отсутствия проводника заряд скапливается на поверхности материала. Электрический заряд, который удерживается материалом на поверхности, называется статическим электричеством.

Лазерный принтер, фотокопировальное устройство и подобные им приборы в процессе работы используют статическое электричество [7, с. 35].

Существуют автономные источники питания гальванические элементы (батарейки) которые широко распространены в детских игрушках. В батарейках электричество возникает из-за химической реакции, которая приводит в движение электроны.

Как и многое в нашей жизни, электричество, имеет не только положительную, но и отрицательную сторону. Электрический ток, как волшебника-невидимку, нельзя рассмотреть, учуять его по запаху. Определить наличие или отсутствие тока можно только, используя приборы, измерительную аппаратуру.

1.2. История открытия электричества.

Что такое электричество, откуда оно берется, и прочие его характеристики фундаментально изучает наука термодинамика с сопредельными науками: квантовой термодинамикой и электроникой.

Сказать, что какой-либо ученый изобрел электрический ток, было бы неверным, ибо с древних времен много исследователей и ученых занимались его изучением. Сам термин «электричество» ввел в обиход греческий ученый-математик Фалес Милетский (600 лет до нашей эры), (это слово означает «янтарь», поскольку именно в опытах с янтарем и шерстью Фалесу получилось выработать статическое электричество и описать это явление. Фалес своим ученикам показывал следующий опыт. Брал моток шерсти и натирал им кусок янтаря. При этом в тишине слышалось слабое потрескивание. Затем постепенно подносил натертый кусок янтаря к кучке легких предметов: стружкам, соломинкам, льняным ниткам. Уже с расстояния в несколько сантиметров эти мелкие предметы подскакивали и притягивались к камню. Римлянин Плиний также занимался исследованием электрических свойств смолы, а Аристотель изучал электрических угрей. В более позднее время первым, кто досконально стал изучать свойства электрического тока, стал В. Жильбер, врач английской королевы. Немецкий бургомистр из Магдебурга О.Ф. Герике считается создателем первой лампочки из натертого серного шарика. А великий Ньютон вывел доказательство существования статического электричества. В самом начале 18 века английский физик С. Грей поделил вещества на проводники и непроводники, а голландским учёным Питером ван Мушенбруком была изобретена лейденская банка, способная накапливать электрический заряд, т. е. это был первый конденсатор. Все 18 столетие было богатым на открытия в сфере электричества: установлена электрическая природа молнии, сконструировано искусственное магнитное поле, выявлено существование двух видов зарядов («плюс» и «минус») и, как следствие, двух полюсов (естествоиспытатель из США Р. Симмер), Кулоном открыт закон взаимодействия между точечными электрозарядами. В 1800 изобретена батарейка итальянским ученым Алессандро Вольтом, которая состояла из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Он выявил, что между пластинами и возникает разность потенциала. Память о Вольте увековечена в 1881 г. на Международном Электротехническом конгрессе в Париже, где одной из важнейших электрических единиц – единице напряжения присвоили наименование 1 вольт.(Рис. 4). Дуговая лампа (англичанин Дейви), а также прототип первой динамо-машины. 1820 год считается годом зарождения электродинамической науки, сделал это француз Ампер, за что его имя присвоили единице для показаний силы электротока, а шотландец Максвелл вывел световую теорию электромагнетизма. Россиянин Лодыгин изобрел лампу накаливания, имеющую стержень из угля, – прародитель современных лампочек. Чуть более ста лет назад была изобретена неоновая лампа (французский ученый Жорж Клод). И по сей день исследования и открытия в области электричества продолжаются, например, теория квантовой электродинамики и взаимодействия слабых электрических волн. Среди всех ученых, занимавшихся исследованием электричества, особое место принадлежит Николе Тесла – многие его изобретения и теории о том, как работает электричество, до сих пор не оценены по достоинству.
1.3. Что такое природное электричество?

Долгое время считалось, что электричества «самого по себе» не существует в природе. Это заблуждение развеял Бенджамин Франклин 10 мая 1752. Франклин вместе со своим сыном во время грозы запустил в небо воздушного змея. Он был сделан из деревянного каркаса, обтянутого шелковой тканью. На конце змея был установлен металлический штырь.

Змей был привязан к достаточно толстой веревке, у самой земли на которой был прикреплен обычный металлический ключ от замка. Суть эксперимента была в том, чтобы «спровоцировать» удар молнии в металлический стержень и передать часть её электрического заряда по мокрой веревке к ключу.

Когда молния ударила в змея, вокруг ключа образовался светящийся ореол, который собственно и доказал электрическую природу молний. Всем знакомо ощущение, когда при прикосновении к кому-то или чему-либо возникает электрический разряд, доставляющий небольшие неудобства. Это проявление наличия электрических токов в человеческом организме. Между прочим, нервная система функционирует за счет электрических импульсов, которые поступают от раздраженного участка в мозг.

Но не только человек генерирует в себе электрические токи. Многие обитатели морей и океанов способны вырабатывать электричество. Например, электрический угорь способен создать напряжение до 500 вольт, а мощность заряда ската достигает 0,5 киловатт. К тому же отдельные виды рыб используют электрическое поле, которое создают вокруг себя, с помощью чего легко ориентируются в мутной воде и на глубине, куда не проникает солнечный свет.

Пчёлы – во время полёта накапливают положительный заряд электричества, а у цветов он отрицательный. Поэтому, пыльца с цветов сама перелетает на тело пчёл. При этом самые последние исследования показали, что после контакта электрическое поле растения меняется, что сигнализирует другим пчелам: «здесь пыльцы уже - нет».

Глава 2.Эффект, вызванный движением и взаимодействием заряженных частиц.

2.1. Как получить электричество подручными материалами?

Пользу, а иногда и необходимость электричества недооценить сложно. Особенно это становится важным в чрезвычайных условиях. Вам может понадобиться подзарядить мобильный телефон, фонарик или даже рацию. Для этого существуют способы альтернативного получения электроэнергии из подручных материалов.

Электричество из дерева. Каждый простейший метод получения электроэнергии альтернативным способом обязательно подразумевает присутствие гальванических элементов - двух металлов, которые в паре будут образовывать противоположно полярные анод и катод. Чтобы получить электроэнергию из дерева, надо воткнуть в ствол дерева алюминиевый стержень или железный гвоздь так, чтобы он оказался в стволе, пройдя через кору. Другой металлический элемент – медную трубку, например, надо воткнуть рядом в почву, на 15-20 см в глубину. Данная конструкция позволяет получить электричество напряжением 1 Вольт. Если количество стержней, вставленных в ствол, увеличить, то повысится и качество электроэнергии.

Электричество из картофеля. Обычные клубни картофеля намного полезней, чем могут показаться на первый взгляд. Картофелину разрезаем пополам. Через одну половинку проводим провода, а во второй делаем углубление в форме ложки, которую затем наполняем смесью зубной пасты и соли. Теперь половинки соединяем вместе таким образом, чтобы был контакт между проводами и зубной пастой. Провода лучше зачистить. В результате у вас должен получиться электрический генератор в уменьшенной модели. Его можно использовать для получения электрической искры для разведения костра.

Электричество из воздуха. Для получения электричества таким методом достаточно построить ветряк. Для этого нам нужны винтообразные лопасти и генератор для преобразования энергии механической в электроэнергию. Лопасти можно выполнить из подручных материалов, а преобразователь позаимствовать из поломанного автомобиля.

Электричество из воды. Для данного способа нам нужна медная проволока и фольга. Сначала наполняем соленой водой несколько стаканов. Создаем из стаканов последовательную цепь, соединив их медной проволокой. Один конец проволоки, соединяющей стаканы, обматываем фольгой. Чем больше в цепи стаканов, тем выше шансы получить достаточное напряжение.

Изготовление элементарного аккумулятора.Известно, что свинец и серная кислота – универсальные генераторы электричества высокого качества. Их применяют в изготовлении аккумуляторов транспортных средств уже десятилетия. Для изготовления такого аккумулятора нужно соединить в керамической посуде оба компонента.

В экстремальных условиях керамическую емкость изготовить достаточно просто. Надо взять глину, сделать из нее емкость и обжечь эту емкость в костре. Получить серную кислоту можно путем обжига серы при избытке кислорода из воды. Также для получения свинца и серы можно использовать галенит. Галенит, смешанный с углем, плавится на свинец и серу при температуре 327 градусов.

Состав фруктов и овощей.Растения содержат до 98% воды, углеводы, органические кислоты (яблочную, лимонную, винную, бензойную, муравьиную), азотистые вещества, жир, дубильные и красящие вещества, эфирные масла, ферменты, фитонциды, витамины, минеральные вещества.

Фрукты содержат органические кислоты: например, лимонная кислота присутствует в апельсинах, лимонах и других цитрусовых, яблочная кислота в яблоках и винная кислота в винограде. Именно соотношение сахара и кислотности чаще всего используется в технологических характеристиках фруктовых продуктов.

Яблочная кислота найдена в яблочном и виноградном соке, ее так же можно обнаружить в соке из крыжовника и ревеня. В незначительных количествах присутствуют другие органические кислоты: молочная, янтарная, глицериновая, изолимонная. Одним из преимуществ содержания во фруктах различных органических кислот является широкий диапазон pH, встречающийся во фруктовых группах.

Соотношение кислоты и щелочи в каком-либо растворе называется кислотно-щелочным равновесием (КЩР), хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. КЩР характеризуется специальным показателем рН (power Hydrogen «сила водорода»), который показывает число водородных атомов в данном растворе.При рН, равном 7,0, говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень рН, тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень рН (от 7,1 до 14,0). [14]

Цитрусовые фрукты являются идеальным электролитом. Кто бы мог подумать, что лимоны и апельсины могут оказать помощь. Кроме известной меди и цинк, можно применять серебро и золото. Они более эффективны и дают электроэнергию напряжением до 2 Вольт. Это является примером практичной причины носить изделия из золота и серебра. Элементы из металла надо воткнуть в цитрусовый плод. Если нужно использовать электричество для осветительных целей, то в качестве нити накаливания подойдет обугленное волокно бамбука. В самой первой лампе, которую изобрел Томас Эдисон, была именно такая нить.

Глава 3. Экспериментально-практическая часть.

(3.1;3.2.Приложение №1)

3.3. Результаты опытов – мои новые знания!

Вывод 1. Все, что нас окружает, состоит из элементарных частиц: протонов и электронов, у которых есть удивительное свойство, они имеют электрический заряд. Протон-это положительно заряженная частица, а электрон отрицательно.Электроны и протоны притягиваются друг к другу и образуют конструкцию под названием атом. Протоны находятся в ядре атома, вокруг протонов вращаются электроны. При трении воздушного шарика о шерстяную ткань, частицы с атомов шерсти перескакивают на атомы шарика. В результате чего шерсть, потеряв часть своих электронов, становится заряжена положительно, а шарик отрицательно. Отрицательно и положительно заряженные атомы начинают притягиваться друг к другу. Такой вид электричества называется статическим.

Вывод 2. В результате опытов я узнал, что существуют универсальные стандарты для положительно и отрицательно заряженных клемм¹. Положительный контакт всегда соединяется с красным проводом, а отрицательный – с черным. Всегда нужно соединять отрицательный контакт с цинковой пластиной (или более реакционно способным металлом), а положительный – с медью (или менее реакционно способным металлом). Важно, чтобы оголенный провод соприкасался с пластиной. И нужно использовать липкую ленту для укрепления соединений.

Вывод 3. В процессе проведения опытов достигнута основная цель работы: созданы электронные устройства, работающие от природных источников тока.

Вывод 4. Анализ практических исследований показал, что в качестве альтернативных источников электрической энергии можно использовать растворы различного состава, овощи и фрукты, влажную почву и прочие вещества, при этом основным условием является способность данных тел проводить ток.

Все 4 опыта подтверждают мою гипотезу: природную энергию возможно преобразовать в электрическую. Значит, моё предположение оказалось верным. Гипотеза подтверждена.

3.4. Практическая значимость опытов.

Несколько примеров с «волшебством» энергии, которую можно преобразовать в электрическую, я решил с помощью опытов. И это действительно работает! Предметом моего исследования является процесс преобразования природной энергии в электрическую.

На основании полученной мною информации и проделанных опытов, я могу утверждать, что природное электричество очень полезно:

Если всегда брать с собой в путешествие медные и цинковые пластинки, провода и лампочку, а также иметь всегда эти предметы дома, то можно сделать светильник и зарядное устройство для телефона, так как овощи и фрукты в природе можно всегда найти.

Способ добычи энергии из почвы, она есть всегда и везде. Обычно, невозможно, получить напряжение больше 3 вольт, хотя этот показатель имеет свойство варьироваться в ту или иную сторону в зависимости от влажности и состава грунта.

Для создания энергии можно использовать различные подручные металлы, например, скрепки для бумаги, монеты или обычную вилку.

Большинство металлических скрепок для бумаги покрыты слоем цинка. При погружении металлов в кислый раствор, происходит реакция и вырабатывается электрический ток.

Некоторые монеты коричневого цвета сделаны из меди или медного сплава. Монеты выполняют роль медных пластин. И когда происходит соединение с алюминием в кислом растворе, например, в уксусе, вырабатывается электрический ток.

А вилка может выполнять роль положительного электрода батареи вместо медных пластин, потому что, большинство столовых приборов покрыты металлом, который менее реакционно способен, чем цинк. И когда в один лимон помещается вилка с цинковой пластиной и во второй в лимон тоже, происходит реакция. Электроны двигаются от цинковой пластины к вилке, формируя при этом электрический ток.

Сила водного потока – это возобновляемый природный ресурс, использование которого позволит получать практически бесплатное электричество, сэкономить на коммунальных услугах или решить проблему с подзарядкой техники. Если рядом с вашим домом протекает ручей или река, гидроэлектростанция своими руками из подручных материалов – реальный выход из положения.

4. Заключение.

Изучение свойств электричества началось ещё в глубокой древности и продолжается до сих пор. Научившись добывать электричество и правильно его использовать, люди значительно облегчили свою жизнь. Значение электричества, как в природе, так и в жизни современного человека огромно. Жизнедеятельность человечества невозможна без потребления энергии: она необходима как для производства промышленных и сельскохозяйственных продуктов, для разработки новых технологий, так и в быту. Потребляя энергию, человек прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу традиционных энергетических ресурсов: угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил “мирный атом”. Однако современное энергопотребление основано на использовании невозобновимых запасов ископаемого топлива, а они, к сожалению, не бесконечны.

Все это составляет одну сторону энергетической проблемы, стоящей перед человечеством: быстрое исчерпание невозобновимого ископаемого топлива при нарастающих темпах его потребления.

Но другой стороной энергетической проблемы является нарастающее загрязнение окружающей среды и, как следствие, глобальные изменения климата, кислотные дожди. К примеру, химический источник тока – батарейка, используемая в пульте дистанционного управления, в детских игрушках и карманных фонариках, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжёлыми металлами около 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей!

Альтернативные источники энергии: возможности и перспективы их

использования - одна из важных и актуальных тем на сегодняшний день.

Альтернативная энергетика, построенная на использовании возобновляемых источников энергии, может стать той путеводной звездой, которая решить проблему экологии и исчерпаемости топливных ресурсов. Поэтому истощение ресурсов заставляет вырабатывать ресурсосберегающую политику, широко использовать вторичное сырьё.

Работая над своим исследованием, я познакомился с природным электричеством, узнал, где оно встречается. С помощью опытов показал, что можно получить электроэнергию из некоторых плодов, конечно, это небольшой ток, но сам факт его наличия дает надежду, что в последующем такие источники можно будет использовать в своих целях (зарядить MP3-плейер, мобильный телефон и др.). Одновременное действие несколько таких батареек позволяет запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой и карманным калькулятором. Такие батареи могут использовать жители сельских районов страны, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки биобатареек. Использованный состав батареек не загрязняет окружающую среду, как гальванические (химические) элементы, и не требует отдельной утилизации в отведенных местах.

Сам получил картофельную энергию для работы часов. Я подтвердил свою гипотезу: в природе есть энергия, которую можно преобразовать в электрическую. Её можно использовать в жизни. Но не так-то просто взять энергию от природы, надо много знать и постоянно изучать окружающий нас мир.

Изучив выбранную тему, я понял, что электричество не является бесконечным, люди привыкли не задумываться о завтрашнем дне. Пользуются благами окружающей среды здесь и сейчас.

Любая электростанция наносит вред окружающей среде, но если каждый человек начнет экономно потреблять энергию, то это не только сохранит природу, но и сохранит семейный бюджет. Дома я начал бережно относиться к потреблению электроэнергии.

Мои исследования можно будет продолжить: найти другие необычные источники тока.

5.Список используемой литературы и web-ресурсов:

Большая книга экспериментов. Под редакцией Антонеллы Мейяни. Пер. с ит. Э. И. Мотылевой. – М.:РОСМЭН, 2018.-264 с.

Витер В. Н. «Фруктовая батарейка».

Гулиа Н. В. Удивительная физика – М.: «ИздательствоНЦ ЭНАС» 2005.

Ильченко В.Р. Перекрёстки физики, химии и биологии. – М.: Просвещение, 1986.

Мохов Д. А. «Простая наука. Увлекательные опыты для детей». – М.:ИПК Парето-Принт, 2015.-79 с.

Перышкин А. В. Физика. 8 класс. – М.: Дрофа. 2012.

Справочник школьника. Физика / Сост. Т. Фещенко, В. Вожегова. – М.:

Филологическое об-во «Слово», компания «Ключ-С», АСТ, Центр гуманит. наукпри ф-те журналистики МГУ им. М. В. Ломоносова, 1996.

Химическая энциклопедия /http://abouthist.net/

Энергия «из ничего» // журнал «Юный эрудит №10, 2009 год»

http://truehealth.r u/vodorodnyj-pokazatel-ph-produktov-pitaniya

https://elquanta.ru/teoriya/ehlektrichestvo.html

http://sovet-ingenera.com

http://ru.wikipedia.org/wiki

ПРИЛОЖЕНИЕ №1

Глава 3. Экспериментально-практическая часть

3.1. Как действует природное электричество.

Природное электричество вырабатывается путем погружения пары соединенных цинковых и медных пластин в водную среду, например, в картофель, землю, воду или фрукт. Цинковая пластина – отрицательно заряженный электрод. Когда металлы погружаются в электролит, происходит химическая реакция. Кислота электролита нарушает атомарную структуру меди и цинка, в результате чего отдельные электроны освобождаются. В этом химическом процессе цинк - более реакционно способный металл по сравнению с медью. В этом химическом процессе цинк поставляет больше электронов, чем медь. Избыточные электроны направляются от цинковой пластины к медной. Поток электронов от более реакционно способного металла к менее реакционно способному создает электрический ток, достаточный для работы маленькой лампочки, небольших часов или звукового чипа.

3.2. Описание опытов и доказательства существования природного электричества.

Цель моей работы : получение источника электричества в домашних условиях с использованием подручных материалов (картофель, земля, вода, воздушный шарик с шерстяной тканью).

Я изучил литературу по данной теме:

Узнал, что такое электричество;

Определил для себя понятие, что такое природное электричество;

И хочу доказать на примере существование природного электричества в подручных материалах.

Для этого я должен был провести серию опытов и доказать, что можно получить электричество самостоятельно.

Для проведения опытов я использовал:

воздушный шарик;

шерстяную ткань;

набор «Природное электричество»;

гальванометр из электронного конструктора «Знаток».

Опыт № 1. «Статическое электричество».

Для этого опыта мне понадобились предметы:

1 воздушный шарик;

шерстяная ткань;

кусочки бумаги.

Мои действия:

Я надул воздушный шарик.

С помощью дырокола сделал кусочки бумаги.

Потёр шарик о шерстяную ткань.

Затем, я преподнес шарик к кусочкам бумаги и бумага притянулась к шарику, то есть, шарик наэлектризовался,

ВЫВОД: в результате чего возникло статическое электричество

Опыт № 2. «Энергия картофеля».

Для опыта мне понадобились предметы:

часы с защитной крышкой,

2 цинковые пластины,

2 медные пластины,

соединительный провод,

2 картофелины.

Мои действия:

Я подсоединил черный (отрицательный) провод часов к одной из цинковых пластин, аккуратно просунув оголенный металлический конец провода через отверстие в пластине. Осторожно перекрутил провод, чтобы закрепить его на пластине.

Далее, я подсоединил красный (положительный) провод часов с медной пластиной.

Потом, собрал «соединительную пару», соединив другую пару медной и цинковой пластин с соединяющим проводом.

Когда все детали соединены, вставил медные и цинковые пластины в картофель.

ВЫВОД 1: Опыт получился, часы включились.

Опыт № 3. «Водное чудо».

Для этого опыты мне понадобились предметы:

фонарь с установленной светодиодной лампой,

3 стакана с водой,

3 цинковые пластины,

3 медные пластины,

соединительные провода.

Мои действия:

Я набрал в стаканчики воду.

Соединил светодиод на фонаре с парой пластин из цинка и меди.

Собрал 2 соединительные пары с другими пластинами из цинка и меди.

Поместил цинковые и медные пластины в ёмкости с водой. Я убедился, что пластины не соприкасаются друг с другом. Иначе, произойдет короткое замыкание, и фонарь не будет светить.

Сначала фонарь горел слабо, и я добавил в каждый стаканчик немного уксуса и фонарь начал гореть сильнее. Дело в том, что вода не заряжена, а металлы оказываются более реакционно-способными в кислых растворах.

ВЫВОД: электрический ток усиливается при добавлении уксуса к воде.

Опыт № 4. «Музыкальная земля».

Для этого опыта, мне понадобились предметы:

электронный звуковой чип,

2 пары медных и цинковых пластин,

липкая лента, соединяющий провод,

2 бумажных стакана с землей.

Мои действия:

Для начала, я с помощью пулевизатора увлажнил землю.

Соединил звуковой чип с парой медной и цинковой пластин (красный провод – к медной пластине, черный – к цинковой).

Собрал соединительную пару с другими пластинами из цинка и меди.

Поместил цинковые и медные пластины в землю.

Ура! Чип начал петь!

Для усиления звука, я прикрепил основу звукового чипа к бумажному стаканчику при помощи липкой ленты. Звук стал громче. Это происходит потому что, ВЫВОД: бумажный стакан резонирует со звуковой волной, вырабатываемой звуковым чипом, и усиливает ее.

Так же мне стало интересно, а сколько Вольт вырабатывает тот или иной овощ, фрукт, вода и грунт. И поэтому я провел опыты с лимоном, бананом, соленым огурцом, картофелем, водой и цветочным грунтом.

Большинство фруктов и овощей в своем составе содержат слабые растворы кислот, поэтому их можно превратить в простейший гальванический элемент.

Для проведения опытов я использовал:

2 цинковые пластины,

2 медные пластины,

соединительный провод,

гальванометр из электронного конструктора «Знаток»;

овощи, фрукты, вода, 2 цветочных горшка с грунтом.

Результаты поместил в таблицу:

Чем больше кислотность, тем больше сила тока. Для проверки этого предположения, в таблице есть значения рН продукта. Из таблицы видно, что электрические свойства овощей и фруктов связаны с содержанием в них кислоты – чем больше кислотность (меньше рН), тем больше сила тока в элементе.

ВЫВОД: Напряжение на электродах разное. Самое большое напряжение в соленых огурцах – 9В. Если использовать не сырую, а вареную картошку, то напряжение больше. Банан с кожурой дает 3В, а банан без кожуры – 2В.

Мне стало интересно, а сколько продержится напряжение, например, в соленом огурце. И я оставил его на ночь. Вечером в 21:30 напряжение на гальванометре показывало 9В, а утром в 7:30 – 6В. Напряжение спало на 3В.

Напряжение 14 января 2019 г. в 21:30 и 15 января 2019 г. в 7:30.