Научно-исследовательский проект "Альтернативные источники энергии"

Научно-исследовательский проект
"Альтернативные источники энергии"

В окружающем нас мире очень важную роль играют химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках. Мы каждый день сталкиваемся с батарейками, аккумуляторами, топливными элементами.
Моя работа посвящена необычным источникам энергии.
Однажды я узнал, что из картофелины можно сделать батарейку, которая будет давать небольшой электрический ток. Меня очень заинтересовал этот факт, и я захотел узнать об этом больше. Я стал искать и изучать литературу на данную тему и выяснил следующее. Оказывается, если в любой фрукт или овощ воткнуть два электрода различных металлов, то за счет химических реакций, происходящих между соком и металлами, на электродах появится напряжение. Этот ток будет слишком малым, но если собрать батарейку из нескольких фруктов или овощей, то его будет достаточно, чтобы заработали небольшие электронные часы, или загорелась небольшая лампочка. Именно по этому, для исследовательской работы мы выбрали тему «Альтернативные источники энергии».

Актуальность - сейчас очень актуален вопрос поиска биологических источников энергии, чтобы не загрязнять планету, а использовать то, что есть в природе.       

 Объект исследования – электричество.

Предмет исследования – электрический ток.

Цели исследования:
Выяснить, действительно ли фрукты и овощи могут служить источником электрической энергии;
Создать из овощей, фруктов и подручных материалов электрическую батарейку.      Задачи исследования:
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;        

Гипотеза – из фруктов и овощей можно сделать источник тока – батарейку.

Методы исследования:
изучение литературы и интернет-ресурсов по  теме исследования;
проведение исследований и экспериментов;
наблюдение;
анализ, сравнение и обобщение полученной информации. 

Что такое электричество?
Для начала разберёмся, что такое электричество и электрический ток. Электричество – это одна из форм энергии, передающаяся по проводам. Когда электричество бежит по проводам, оно называется электрическим током. Электричество точно также течет по проводам, как и вода течет в реке.
Электричество существует благодаря частицам, имеющим электрические заряды. Заряды есть во всяком веществе — ведь атомные ядра имеют положительный  заряд, а вокруг них обращаются отрицательно заряженные электроны.
Электричество используются для производства тепла, света, звуков и движения – оно может заставить работать все виды машин.
Существуют разные виды источников электроэнергии. Но главный источник – это электростанции. Бывают ветровые, солнечные, тепло-, гидро- и атомные электростанции. Электричество также можно сохранять в батарейках, аккумуляторах. Можно получить электрическую энергию и химическим путем. Для этого мы будем использовать безопасные химические реактивы. В частности, фрукты и овощи.
Слово «электричество» произошло от греческого слова «электрон», в переводе с греческого - «янтарь». Еще в 600 году до н.э. греки знали, что если потереть янтарь, то он способен притягивать к себе маленькие кусочки пробки и бумаги. Наука об электричестве начала бурно развиваться с того момента, как в 1800 году физик Алессандро Вольта изобрел батарею. Он открыл, что электричество можно получить и химическим путем, опуская в раствор кислоты пластины из различных металлов. Это изобретение дало людям первый постоянный и надежный источник энергии и повлекло за собой все важные открытия в этой области.
Устройство батарейки.Батарейка – это удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для обеспечения энергией переносных устройств. Некоторые батарейки предназначены для одноразового использования, другие можно перезаряжать.
Между прочим,  изобретенная более 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. Это был элемент Вольта. Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает разность потенциала. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения.
Теперь нам надо разобраться, как устроена современная батарейка. Батарейку сами мы разбирать не будем, воспользуемся энциклопедическими знаниями. Любая батарейка или аккумулятор – это, ни что иное, как две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина подключена к выводу «+», другая – к выводу «-». Стоит подключить к батарейке нагрузку, например, лампочку, как от пластины «+» к пластине «-» потечёт ток. Начнется химическая реакция в электролите, которая начнет перекидывать электроны с «-» (отрицательной) пластины на «+» положительную.
Что такое электрическая цепь?Электрический ток движется по проводам только в том случае, если они соединены в замкнутое кольцо – электрическую цепь. Возьмем, например, фонарик: провода, соединяющие батарейку, лампочку и выключатель, образуют замкнутую цепь. Пока по цепи идет ток, лампочка горит. Если цепь разомкнуть – скажем, отсоединить провод от батарейки, – лампочка погаснет.
Материалы, которые пропускают электрический ток, называются проводниками. Из таких материалов – в частности, из меди, которая хорошо проводит электричество, – делают электрические провода. Провод под током представляет опасность для человека (наше тело – тоже проводник!), поэтому провода покрывают пластмассовой оплеткой. Пластмасса – это изолятор, то есть материал, который не пропускает ток.

Исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов
Гальванический элемент — это химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока.
Я решил провести исследование, чтобы выяснить, какие  фрукты и овощи могут быть использованы в качестве батарейки. Для создания гальванического элемента нам понадобится оцинкованный гвоздь, медная проволока, фрукт или овощ.
В самодельном гальваническом элементе оцинкованный гвоздь действует как отрицательный электрод, а медная проволочка – как положительный. Электролитом (проводящая ток жидкость) является сок фруктов и овощей.
Мною были сделаны гальванические элементы из различных овощей и фруктов: апельсин, яблоко, картошка, лук, свекла. В каждом элементе был сделан замер напряжения с помощью мультиметра. В результате измерений оказалось, что яблоко дает самое высокое напряжение, а лук и свекла самое низкое. Самым же неожиданным оказалось, что обычная картошка тоже дает достаточно высокое напряжение.
Однако после полученных результатов возникает вопрос: где же в жизни можно применять это свойство овощей и фруктов?
Например, можно зажечь лампочку, для этого достаточно напряжение в 3 V, что соответствует 4 картофелинам.