Электрический_ток_во_фруктах

Введение

Наш проект посвящен необычным источникам электрического тока. В современном окружающем нас мире очень важную роль играют химические источники тока. И мы каждый день сталкиваемся с приборами, в которых используются гальванические элементы, батарейки, аккумуляторы. Например, часы, светильники, игрушки, пульты к телевизорам, тонометры оснащены гальваническими элементами. Впервые о нетрадиционных источниках электрического тока — овощах и фруктах — мы узнали на уроке физики. Убедились, что обыкновенный картофель является источником электрического тока, и что многие фрукты и овощи тоже могут быть источниками электрического тока. В результате нам захотелось узнать, как можно больше о необычных свойствах овощей и фруктов. Возникло сразу много вопросов. Например, какие из них лучшие источники электрического тока, а какие слабее? Долговременные эти источники электрического тока или нет? Можно ли их использовать на практике? Если да, то, как и где. Следует заметить, что вопрос получения электрического тока и в настоящее время остаётся актуальным и важным для человечества. Новизна исследования заключается в том, что привычные нам предметы питания, могут выступать в необычной роли. Гипотеза : различные фрукты и овощи могут служить источниками электричества. Цель исследования заключается в получении электрического тока из фруктов и овощей и исследование величины электрического напряжения и силы тока. Поэтому объектом исследования стали фрукты и овощи.

Предмет исследования : величина электрического напряжения.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи: 1.Изучить литературу по истории создания учёными первых источников электрического тока. 2.Подробнее изучить устройство гальванического элемента, его принцип работы. 3.Экспериментально определить электрическое напряжение и силу тока внутри «вкусных» источников питания и сравнить его. 4. Доказать, что величина электрического напряжения, создаваемого исследуемым овощем или фруктом, не зависит от их размеров. 5.Определить влияет ли расстояние между электродами на величину электрического напряжения и силы тока.

6.Убедиться, что с течением времени, напряжение и сила тока в используемых фруктах убывает. 7. Узнать, используются ли овощные и фруктовые батарейки на практике.

Для создания «вкусной» батарейки были взяты фрукты: лимон, апельсин, мандарин, яблоко, банан, киви. Из овощей выбрали солёный огурец, сырой и варёный картофель, свёклу и репчатый лук, а также цинковую и медную пластины. В каждом теле был сделан замер напряжения с помощью вольтметра и сила тока с помощью амперметра.

В работе использовались следующие методы: наблюдение, эксперимент, анализ, сравнение и обобщение.

1.Результаты освоения теоретического материла а) История создания источников электрического тока

Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. На самом деле целью изысканий Гальвани был совсем не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. В частности, явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки. Теоретическое объяснение наблюдаемому процессу Гальвани дал неверное.

Опыты Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого — Алессандро Вольта. Он сформулировал главную идею изобретения. Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта создал нехитрое устройство. Оно состояло из цинковой и медной пластин, погруженных в емкость с соляным раствором. В результате цинковая пластина (катод) начинала растворяться, а на медной стали (аноде) появлялись пузырьки газа. Вольта предположил и доказал, что по проволоке протекает электрический ток. Несколько позже ученый собрал целую батарею из последовательно соединенных элементов, благодаря чему удалось существенно увеличить выходное напряжение. Именно это устройство стало первым в мире элементом питания и прародителем современных батарей. А называемые в народе «пальчиковые» и «мизинчиковые» батарейки и есть гальванические элементы, названные в честь Луиджи Гальвани.

Всего через год после этого, в 1803 году, русский физик Василий Петров для демонстрации электрической дуги собрал самую мощную химическую батарею, состоящую из 4200 медных и цинковых электродов. Выходное напряжение этого монстра достигало 2500 вольт. Впрочем, ничего принципиально нового в этом «вольтовом столбе» не было. В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля». В 1859 году французский физик Гастон Плантэ изобрёл свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах . Начало промышленного производства первичных химических источников тока было заложено в 1865 г. французом Ж. Л. Лекланше, предложившим марганцево-цинковый элемент с солевым электролитом. В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создаёт первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент — серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. До 1940 г. марганцево-цинковый солевой элемент был практически единственным используемым химическим источником тока. Несмотря на появление в дальнейшем других первичных источников тока с более высокими характеристиками, марганцево-цинковый солевой элемент используется в очень широких масштабах. В современных химических источниках тока используются: в качестве восстановителя (на аноде) — свинец, кадмий, цинк и другие металлы; в качестве окислителя (на катоде) — оксид свинца, гидроксооксид никеля, оксид марганца и другие; в качестве электролита — растворы щелочей, кислот или солей.

б) Устройство батарейки

Современные гальванические элементы внешне имеют мало общего с устройством, созданным Алессандро Вольта, но основа неизменна. Батарейки производят и сохраняют электричество. Внутри сухого элемента, питающего прибор, есть три главные части. Это отрицательный электрод (-), положительный электрод (+) и находящийся между ними электролит, представляющий собой смесь химических веществ. Химические реакции заставляют электроны течь от отрицательного электрода через прибор, а затем назад, к положительному электроду. Благодаря этому прибор и работает. По мере того как химикалии расходуются, батарейка садится.

Корпус батарейки, который делают из цинка, снаружи может быть покрыт картоном или пластиком. Внутри корпуса находятся химикалии в виде пасты, а у некоторых батареек посредине есть угольный стержень. Если мощность батарейки падает, это значит, что химикалии израсходованы, и батарейка больше не в состоянии производить электричество.

Перезарядка таких батарей невозможна или очень нерациональна (к примеру, для зарядки некоторых типов батарей придется потратить в десятки раз больше энергии, чем они могут сохранить, а другие виды могут накопить только малую часть своего первоначального заряда). После этого батарею останется только выкинуть в мусорный ящик

Большинство современных аккумуляторных батарей были разработаны уже в 20-ом веке в лабораториях крупных компаний или университетов .

2. Результаты эксперимента а) Измерение величины электрического напряжения и силы тока в овощах и фруктах

В данной работе, во-первых, была доказана гипотеза о возможности получения альтернативных источников питания, в частности из фруктов и овощей, во-вторых, исследованы две характеристики электрического тока – электрическое напряжение и сила тока. Ученые утверждают, что, если у вас дома отключат электричество, вы сможете некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов. Ведь в любом фрукте и овоще есть электричество, поскольку они заряжают нас, людей, энергией при их употреблении. Большинство фруктов содержит в своем составе слабые растворы кислот. Именно поэтому их можно легко превратить в простейший гальванический элемент. В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина действует как отрицательный электрод, а медная проволочка – как положительный. Электролитом (жидкость проводящая ток) является сок фруктов и овощей. Прежде всего, необходимо зачистить медный и цинковый электроды с помощью наждачной бумаги. А теперь достаточно их вставить в овощ или фрукт и получается «батарейка». Электроды располагали на одинаковом расстоянии друг от друга -5 см. Результаты эксперимента представлены в таблице.

Сила тока, m А

Источник

Исследовательская работа. Тема: «Источники тока из овощей и фруктов», 2015 г.

Источники тока стали неотъемлемой частью нашей жизни. Потребление электрической энергии растет все больше и больше. И первоочередной задачей энергетики становятся поиски новых источников, в том числе и нетрадиционных.

В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей. В Австралии в 2003 году запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе, компания Sоnу создала батарейку, работающую на фруктовом соке, а группа ученых из Великобритании создала компьютер, источником питания для которого является картошка. Я решил, что моя работа будет посвящена необычным источникам энергии. В моей работе осуществлена попытка поиска источников электрического тока в отдельных видах овощей и фруктов.

Цель моей работы: Получение электрического тока из фруктов и овощей

Скачать:

Вложение	Размер
Исследовательская работа » источники тока из овощей и фруктов»	2.69 МБ
Исследовательская работа » источники тока из овощей и фруктов»	1.61 МБ

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Эксперимент № 1.
Лимон-батарейка

Напряжение
а). Лимон немятый б). Лимон мятый

Эксперимент № 7, 8
Груша
Помидор
Цель работы
Проверить могут фрукты и овощи выполнять роль источника тока.

Эксперимент № 1.
Лимон-батарейка

Эксперимент № 5,6
Луковица
Соленый огурец

Эксперимент будущего —
Изучить возможности практического применения полученной батарейки.

Тема: Источники тока из овощей и фруктов
Работу выполнил:
Ученик 8 «б» класса, МБОУ КСОШ№1
Захаров Никита
Руководитель: Старкова Галина Викторовна, учитель физики

Зависимость силы тока, напряжения, сопротивления от исследуемых овощей и фруктов
Сравнительная диаграмма
Александро
Вольта- изобретатель источника постоянного электрического тока
Вольтов столб

Эксперимент № 3,4
Картофель
Свекла

изучение овощных и фруктовых источников тока.

Объект исследования:
фрукты и овощи

Таблица 1.
Сила тока, напряжение и сопротивление, исследуемых овощей и фруктов
Название фрукта, овоща
Сила тока, А
Напряжение, В
Сопротивление,
Ом
Лимон
Лимон
мятый
0,1
0,5
0,3
0,8
3
1,8
Яблоко
0,3
0,5
1,66
Картошка
0,2
0,5
2,5
Свекла
0,1
0,3
3
Лук
0,4
0,5
1,25
Апельсин
0,3
0,5
1,66
Помидор
0,9
0,6
0,33
Банан
0,2
0,3
1,5
Соленый огурец
2,5
0,7
0,28
Груша
0,5
0,7
1,4

Сила тока
а). Яблоко красное
б). Яблоко зеленое
Задачи:
1. Ознакомиться с принципом работы батарейки.
2. Создать фруктовую и овощную батарейку.
3. Провести исследования фруктово-овощных батареек.

Гальванический элемент из яблока

Цель:
из яблока изготовить источник тока
.

Напряжение
а). Яблоко красное б). Яблоко зеленое

Источник