Научно- исследовательская работа "Батарейка на кухне"

МОУ Виткуловская СОШ
Исследовательская работа
«Батарейка на кухне»
Работу выполнил ученик 4 класса
Бобочков Дмитрий
(10 лет)
Научный руководитель:
Торгова Галина Борисовна
Учитель начальных классов
Высшая квалификационная категория
2012год
Содержание
1.
2.
3.
4.
Введение. Немного об электричестве
Из чего можно получить батарейку
Можно ли использовать полученную электроэнергию
Заключение. Выводы и фантазии
Немного об электричестве
Электрическая энергия заставляет работать всё вокруг нас – от домашних
утюгов до поездов. Мы не задумываясь, нажимаем на включатель, включая свет в
комнате, а откуда берётся эта энергия. Хотя все знают, что электроэнергия
вырабатывается
на
электростанциях,
и
передаётся
по
всей
стране
по
высоковольтным линиям передачи: либо по проводам, подвешенным к мачтам,
либо по кабелям, уложенных в подземных траншеях.
Но само электричество начинается с атомов, в которых находятся крошечные
частицы – электроны и протоны. У электрона отрицательный заряд, а у протона
положительный. Подобно магнитам, притягивающимся друг к другу, электроны
притягиваются к центру атома, где расположены протоны. Их взаимодействие и
создаёт электричество.
Для меня ещё сложно разобраться во всех взаимодействиях и отношениях
электрических величин. Но я знаю, что электрический ток упорядочное движение
заряженных частиц. А для того чтобы они двигались нужна разность потенциалов,
то есть два электрода один «+» положительный, другой «-» отрицательный. И
если эти электроды соединить проводами к потребителю: например к лампочке по
получившей электрической цепи потечёт электрический ток.
Источниками
электрического напряжения как было сказано выше, служит
электросеть, но много приборов и оборудования которым не нужны провода
электросети,
или
нужны
только,
чтобы
запастись
электроэнергией.
Это
аккумуляторы или одноразовые батарейки, электричество в них вырабатывается
химическими реакциями. Аккумуляторы можно использовать не один раз,
подключив его к зарядному устройству, а в батарейке все химические вещества
превращаются
в бесполезные отходы. Но конструкция аккумуляторов и
одноразовых батареек похожа. Она состоит из положительного электрода (Анод),
отрицательного электрода (Катод) и электролита.
Из чего можно получить батарейку
Я много слышал и читал, а также видел из видео роликов как делают батарейку
из разных фруктов особенно из лимона. И я решил узнать сам, из чего же можно
сделать батарейку.
Что бы сделать батарейку, нужно два электрода «+» и «-» ,их сделаем из двух
разных металлов. А электролитом будет сок овощей и фруктов или раствор
веществ, что есть на кухне.
В ходе исследования я решил выяснить как влияет на показания в батарейке
расстояние между электродами и из какого материала сами электроды.
Для работы я взял два гвоздя, стальной и цинковый, и кусок медной
проволоки. А также все овощи и фрукты, что есть на кухне, и ещё соль, сахар, соду,
уксус и средство для мытья посуды. В качестве измерительного прибора
использую цифровой мультиметр.
Для измерения зависимости напряжения от расстояния между электродами
берём лимон, наносим на нём линейкой деления от 0 до 50мм через каждых 5мм.
Два электрода медный и цинковый, подсоединяем их к прибору, аккуратно
втыкаем электроды в значения 0 и 50мм, замеряем напряжение. Затем,
переставляем один электрод на одно деление ближе, измеряем напряжение, и так
пока расстояние между электродами не станет 5мм. Все показания заносим в
таблицу №1.
Таблица №1: Зависимость расстояния между электродами и напряжением.
Расстояние
между
5
10
15
20
25
30
35
40
50
0,878
0,878
0,876
0,875
0,875
0,873
0,871
0,870
0,870
электродами,
мм.
Значение
напряжения,
В.
Опыт показал, что изменяя расстояние между электродами напряжение
изменяется но на очень малую величину, на сотую долю вольта. И для дальнейшей
работы примем удобное расстояние между электродами 1см.
Сделаем замеры, используя медный и стальной электроды, медный и цинковый
электроды и различные овощи и фрукты, а также вещества, которые есть на кухне.
Все измерения запишем в таблицу №2.
Таблица №2: Зависимость напряжения от объекта и материала электрода.
Объект
Напряжение,
медь - сталь
медь - цинк
Лимон
Апельсин
0,48В
0,5В
0,87В
0,84В
Грейпфрут
0,51В
0,83В
Яблоко
0,54В
0,86В
Груша
0,55В
0,81В
Морковь
0,39В
0,82В
Картофель
0,47В
0,77В
Лук
0,44В
0,68В
Свекла
0,46В
0,7В
Капуста
0,41В
0,68В
Капуста (квашенная)
0,42В
0,65В
Чеснок
0,41В
0,65В
Помидор
0,49В
0,74В
Огурец
Тыква
0,46В
0,09В
0,73В
0,8В
Раствор пищевой соды
0,23В
0,63В
Раствор уксуса
0,55В
0,85В
Раствор соли
Моющее средство
для посуды
0,41В
0,61В
0,5В
0,9В
Можно ли использовать полученную электроэнергию
Из опыта видно, что медь и цинк дали больше напряжения, а медь и сталь дали
меньше напряжения. Также напряжение зависит от фрукта или овоща. Но самое
большое напряжение получилось в растворе моющего средства для посуды, но это
химическое вещество, а не растение. И для дальнейшего исследования возьмём
сочное яблоко, оно ненамного отличается по данным от лимона. Да и растет оно в
нашей местности.
Из опытов я также узнал, что если расположить электроды по одной линии в
определённой последовательности, медный – цинковый – цинковый – медный –
медный – цинковый, то есть
+ - - + + - и,
подсоединив их как батарейки
последовательно можно получить большее напряжение с одного фрукта.
Изготовив такой блок, удалось получить от одного яблока 1,4В. Соединив
батарейки из трёх яблок от них загорелся светодиод, но не заработала лампочка на
1,5В, а тем более электромоторчик от машинки.
Выводы и фантазии
Полученная энергия из овощей и фруктов не даёт много энергии, её хватило
только для того чтобы зажечь светодиод. Но может в бедующем, изобретут такой
сплав, что изготовленные из него электроды, помещенные в растение будут давать
достаточно энергии для освещения всего дома или для работы других
электроприборов. А ещё сейчас развиваются нано технологии. и может быть скоро
электроэнергии
полученной от яблока хватит обогреть комнату. Также сейчас
много растений генномодифицированных, может, в обычную картошку вживят
ген электрического ската или электрического угря. И такая картошка может
служить генератором электроэнергии. В любом случае с батарейкой из растений.
после того как она отслужит, не будет проблем с утилизацией. И если человечество
научится получать электроэнергию из растений, то наша планета станет чище.
Литература
1.
2.
3.
4.
«Новая энциклопедия школьника», Москва «Махаон» 2008г
Журнал «Галилео. Наука опытным путём» 2011г.
А.Томилин «Рассказы об электричестве» 2009г.
С.Г. Калашников «Электричество» 2010г.