Научно - исследовательский проект "Зеленое электричество"

КГУ «Мамлютская школа – гимназия №1»

Научно – исследовательский проект

«Зелёное электричество»

Проект подготовили:
ученица 3 класс «А» Журавлёва Маргарита,
руководитель проекта учитель начальных классов
Габитова Елена Владимировна

2018 год

СОДЕРЖАНИЕ
Введение ……………………………………………………………………………................3
Глава I. Батарейка – источник тока ………………………………..……….4
1.1. Как работает батарейка……………………….………………………..4
1.2. Успехи ученых в создании альтернативных источников электричества…………………………………….………………………….4
Глава II. Мои исследования…………………………….………………… 5 - 6
2.1. Исследование напряжения в гальванических элементах из картофел. ….. 5
2.2. Собственные опыты по созданию батарейки …………….…………… 5 - 6
Заключение….…………………………………………………………………….7
Список используемых источников информации…………………………….8
Приложение ………………………………………………………………......9-12


ВВЕДЕНИЕ
Моя работа посвящена необычным источникам энергии. Она появилась благодаря увлечению школьным предметом «Естествознание» и желанием мастерить поделки.
Впервые о нетрадиционном использовании овощей и фруктов я прочитала в книге Николая Носова «Приключение Незнайки». По замыслу писателя, Коротышки Винтик и Шпунтик, жившие в Цветочном городе, создали автомобиль, работающий на газировке с сиропом.
И тогда я подумала, а вдруг овощи и фрукты тоже хранят какие-нибудь секреты. Мне захотелось узнать как можно больше о необычных свойствах овощей и фруктов.
Цель проекта: получение электрического тока при помощи фруктов и овощей.
Задачи:
 изучить литературу, интернет-ресурсы по теме исследования;
 ознакомиться с принципом работы батарейки;
 провести исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов;
 провести эксперимент по созданию батарейки из фруктов и овощей;
 сделать выводы по результатам исследований;
 подготовить презентацию проекта и выступить с докладом на школьной научно-практической конференции.
Объект исследования – электричество, предмет исследования - источник тока.
Гипотеза: из фруктов и овощей можно сделать источник тока – батарейку.
Методы:
 изучение литературы по теме исследования;
 поиск интернет-ресурсов;
 проведение исследований и экспериментов;
 наблюдение;
 анализ, сравнение и обобщение полученной информации.
Предполагаемый результат работы над проектом:
1. Получение источника тока из овощей и фруктов.
2. Создание презентации на тему «Зеленое электричество».
По своей структуре работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы, приложения, презентации.

ГЛАВА I. Батарейка – источник тока
1.1. Как работает батарейка
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. Такими химическими веществами являются цинк и медь. Цинк – отрицательный полюс. А медь – положительный полюс. Когда в цепи есть светодиод, то электрический ток вызывает его свечение.
Между прочим, изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала на основе фруктового сока. Алессандро Вольта в 1800 году сделал открытие, собрав нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает разность потенциала. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения.

1.2. Успехи ученых в создании альтернативного электричества
Ученые утверждают, что если у вас дома отключат электричество, вы сможете некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов.
Индийские ученые работают над созданием необычных батареек для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Внутри этих батареек должна быть паста из переработанных бананов и апельсиновых корок. Одновременное действие четырех таких батареек позволяет запустить настенные часы, а для ручных часов хватит одной такой батарейки.
Компания Sоnу на научном конгрессе в США представила батарейку, работающую на фруктовом соке. Если «заправить» такую батарейку 8 мл сока, то она сможет проработать в течение одного часа. Применяться новинка может в плеерах, мобильных телефонах.
А группа ученых из Великобритании создала компьютер, источником питания для которого является картошка. За основу был взят старый компьютер с маломощным процессором Iпtе1 386. В него вместо жесткого диска поставили карту памяти на 2 мегабайта. Питается это устройство 12 картофелинами, которые меняются каждые 12 дней.


ГЛАВА II. Мои исследования
2.1. Исследование напряжения в гальванических элементах из картофеля
Я решила провести исследование, чтобы выяснить, какие фрукты и овощи могут быть использованы в качестве батарейки. Для создания гальванического элемента нам понадобится цинковая и медная проволока, соль, лимонная кислота, картофель, зубная паста, вольтметр.
В самодельном гальваническом элементе цинковая проволока действует как отрицательный электрод, а медная проволочка – как положительный. Электролитом (проводящая ток жидкость) является сок картофеля.
Мною был сделан гальванический элемент из картофеля и лимона. В каждом элементе был сделан замер напряжения с помощью вольтметра. В результате измерений оказалось, что лимон дает напряжение гораздо выше, чем картофель.

2.2. Собственные опыты по созданию батарейки
Прежде всего, приготовила все необходимые материалы и приборы:
картофель;
кусочки медной и цинковой проволоки (можно оцинкованный шуруп);
провода (желательно с зажимами на концах);
небольшой нож;
вольтметр.
Как же изготовить батарейку?
Сначала надо помять картофель. Надавливать пальцами и катать его надо до тех пор, пока он не станет мягким. Это делается для того, чтобы внутри появился сок. Этот шаг очень важен – от него зависит эффективность нашего эксперимента.
С одной стороны вкрутить в картофелину оцинкованный винт приблизительно на треть его длины. С другой – кусочек медной проволоки.
Картофель работает как батарейка: медь – положительный (+) полюс, а винт – отрицательный (-). К сожалению, это очень слабый источник энергии. Но его можно усилить, соединив несколько картофелин вместе. Вставить таким же образом оцинкованные винты и медные кусочки проволоки в другие клубни картофеля. Затем подключить провода и зажимы, соединить все клубни, чтобы получилась электрическая цепь.
Как же теперь убедиться в том, что батарея работает?
Один из способов – подключить к ней устройство вольтметр, которое позволит измерить напряжение батареи.
Другой способ – приложить два свободных конца проволок к контактам светодиода (лампочки), он загорится.
Но будет ли гореть лампочка, если источник тока сделать из картофеля?
Я взяла светодиодную лампочку на 1,5 В. Одна картофелина дает напряжение порядка 0,5 В. Значит, от одной батарейки не загорится. Но я знаю, что если соединить несколько батареек последовательно, это увеличит напряжение. Поэтому в нашем случае мне необходимо несколько картофелин.
Экспериментируя с разным количеством картофелин, я добилась, чтобы светодиод загорелся. Картофелин было семь.
Итак, эксперимент завершился. Я убедилась, что из овощей можно сделать батарейку.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Работа, которой я занималась, показалась мне очень интересной. Я смогла ответить на все интересовавшие меня вопросы. Проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников тока из фруктов и овощей. Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии.
Я научилась определять напряжение «зелёного электричества» и силу тока. Исследования показали, что лучшими источниками электрического тока являются лимон и картофель.
А еще я убедился в том, что физика - наука экспериментальная. Я училась делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Мне очень понравилось ставить эксперименты, оценивать получившийся результат. Я заметила, что не всегда эксперимент удается, хотя теоретически все должно было бы получиться. Например, мне не удалось зажечь лампочку сразу.
Порой и не представляешь, сколько интересного происходит вокруг тебя. Нужно только оглянуться, обратить внимание, а затем провести исследование и ответить на интересующие вопросы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ
1. Энциклопедический словарь юного физика. -М.: Педагогика, 1991г
2. Энциклопедии «История открытий» серии «Росмэн»
3. http://www.wikipedia.org
4. http://dev.planetseed.com/ru/node/28491
5. http://chemistry-chemists.com/Video/Fruit-battery.html
6. http://lemonlife.ru/kreativ_iz_limonov/batarejka_iz_limona
7. http://gadgetforgeek.com.ua/sdelat-gadget-svoimi-rukami-fruktovye-chasy


ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Батарейки разнообразной формы и размеров

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Результаты измерений:

Как работает батарейка

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Алессандро Вольта (1745 - 1827)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4


Самодельный гальванический элемент

ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов
Результаты исследований:
Овощ, фрукт Напряжение, V
Лимон 0,97
Картошка 0,82

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Вольтметр

ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Эксперимент по изготовлению овощной батарейки