Научно-исследовательский проект "Электричество составная часть природы"

Научно-исследовательский проект
"Электричество  составная часть природы"

На протяжении многих веков люди не подозревали о существовании электричества. А молния воспринималась как проявление необъяснимых божественных сил. Как же удавалось людям, живущим в окружении электрических и магнитных полей, совершенно их не замечать?
Замечали, конечно, замечали, но не находили объяснения. Меня эта тема впервые заинтересовала на уроке окружающего мира, когда учитель рассказывал, как электричество приходит к нам в дом? А дома? Встречаемся мы с электричеством? Нет, не тем, что приходит по проводам с электростанций? Мне стало интересно,  а  как объяснить явления, которые наблюдают многие люди, причесываясь перед зеркалом, когда волосы притягиваются к расчёске. А когда снимаешь свитер в темноте, можно наблюдать, как между человеком  и свитером проскакивают искры, и слышится тихий треск. А сверкающая молния?
Оказалось причина этих явлений - электричество. А можно ли самой, опытным путем, «добывать» электричество? Что это такое?

Цель проекта: выяснить, что такое электричество, электрический ток,  электрическое напряжение, когда оно возникает.

Объектом исследования является процесс появления  электричества.

Предметом исследования является технология получения электричества в домашних условиях на основе опытов, наблюдений, сравнений и обобщений.

Мы выдвигаем следующую гипотезу: что электричество является составной частью природы, окружающего мира.

Задачи исследования.
1. Изучить и проанализировать литературу по данному вопросу;
2. Провести опыты, доказывающие существование электричества.
3. Сформулировать ответы на поставленные в начале вопросы.

Методы исследования:
Теоретический ( анализ литературы)
эксперимент

Этапы исследования:
Провести эксперименты с телами из разных веществ (стекло, пластмасса, дерево) и легкими предметами (бумажные кусочки произвольной формы).
Провести опыты со «спрутом» и «трусишкой», объясняющие существование двух видов электрических зарядов.
Механизм работы разных видов электрического тока проверить на опытах с полиэтиленом и тетрадным листом.
Провести опыт с электрической цепью, объясняющий, как и где живёт электричество, почему горит электрическая лампочка
Экспериментально доказать, что электричество существует в природе.

Практическая значимость работы определяется возможностью использования материалов при проведение опытов на уроках окружающего мира, во внеурочной деятельности учащихся.


История изучения электричества
Электричество было известно людям с самых давних времен.
 Знания о таком явлении как электричество были у людей уже много тысяч лет назад. Ведь ещё древний человек заметил удивительное свойство натертой янтарём шерсти притягивать нитки, пыль и другие мелкие предметы.
Мы узнали, что древние греки очень любили украшения и мелкие поделки из янтаря. Этот камень они называли за его цвет и блеск «ЭЛЕКТРОН», что значит «солнечный камень». О том, что янтарь мог электризоваться знали давно. Впервые исследованием этого явления занялся знаменитый философ древности ФАЛЕС МИЛЕТСКИЙ. Об этом есть даже легенда.
«Дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном. Как-то, уронив его в воду, девушка стала обтирать его краем своего шерстяного хитона и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок. Думая, что они прилипли, она принялась вытирать его ещё сильнее. И что же? Шерстинок налипало тем больше, чем сильнее натиралось веретено. Девушка обратилась за разъяснением к отцу. Фалес понял, что причина в веществе, из которого сделано веретено. В следующий раз он накупил различных янтарных изделий и убедился, что все они, будучи натёрты шерстяной материей, притягивают лёгкие предметы, как магнит притягивает железо».
Гораздо позже данное свойство было замечено и за другими веществами, такими как сера, сургуч и стекло. И по причине того, что «янтарь» по-гречески звучал как «электрон», эти свойства начали называться электрическими.
Первые шаги к пониманию природы электричества были сделаны в середине XVIII века, когда французский физик Кулон открыл закон о взаимодействии электрических зарядов.
Упорядоченное движение свободных электрически заряженных частиц называется электрическим током.
В конце XVIII века итальянский физик Алессандро Вольта создал первый источник тока и дал физикам возможность проводить опыты с электрическим током.
Правда, практически измерять электричество человек научился только в начале 19 века. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский ученый А.Н. Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания.

Что такое электричество
Электричество – это одна из форм энергии. Оно вырабатывается, например, в батарейках, но главный его источник – электростанции, откуда оно поступает в наши дома по толстым проводам, или кабелям. Попробуй представить себе, как течет вода в реке. Точно так же движется по проводам электричество. Вот почему электричество называется электрическим током. Электричество, которое никуда не движется, называется статическим.
Вспышка молнии – это мгновенный разряд статического электричества, скопившегося в грозовых тучах. В таких случаях электричество движется по воздуху от тучи к туче или от тучи – вниз, к земле.
Возьми пластмассовую расческу и несколько раз быстро и энергично проведи ею по волосам. Теперь поднеси расческу к кусочкам бумаги, и ты увидишь, что она притянет их, как магнит. Когда ты причесываешься, в расческе накапливается статическое электричество. Предмет, заряженный статическим электричеством, может притягивать другие предметы.
Электрически 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. Электрическая цепь на расположенном выше рисунке действует по тому же принципу. 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.

ВНИМАНИЕ! Электричество опасно для жизни. С электроприборами и розетками следует обращаться очень осторожно.

Как узнать, какие материалы являются проводниками, а какие изоляторами? Проведем один несложный опыт. Все, что тебе для этого понадобится, показано на рисунке выше. Сначала соберём электрическую цепь.
Отсоединим один из проводов. В результате цепь разомкнется и лампочка погаснет. Теперь возьмём скрепку и положим ее так, чтобы восстановить цепь. Загорелась лампочка или нет?
Попробуем положить вместо скрепки что-нибудь другое, например вилку или ластик. Если лампочка загорится, значит, это проводник, если не загорится – изолятор.
Электричество вырабатывается на электростанциях. Оттуда оно поступает в города и села по линиям электропередачи – проводам, которые натянуты на высоких мачтах. Непосредственно в дома электричество поступает по проводам, проложенным под землей.
Выяснилось, что электричество возникает, когда при трении веществ происходит разделение зарядов на два вида — положительные и отрицательные. Одноименные (одинаковые) заряды отталкиваются, разноимённые (противоположные) —притягиваются.
Двигаясь по металлической проволоке — проводнику — заряды создают электрический ток.
Ток бежит по проводам, Свет несет в квартиру нам. Чтоб работали приборы, Холодильник, мониторы. Кофемолки, пылесос, Ток энергию принес.
Вывод: Учёные установили, что электричество – это поток мельчайших заряженных частиц – электронов.
Поток заряженных частиц в одном направлении учёные назвали электрическим током.

Источники тока или откуда берется электричество
Первый химический источник тока был создан итальянским ученым Алессандро Вольта приблизительно в 1800 году. Первая электрическая батарея (рисунок) Батарея Вольта, или Вольтов столб, была составлена из медных и цинковых кружков,
Сейчас мы получаем электричество благодаря большим электростанциям. На электростанциях есть генераторы — большие машины, которые работают от источника энергии. Обычно источник - это тепловая энергия, которую получают при нагревании воды (пар). А  для нагревания воды используют уголь, нефть, природный газ или ядерное топливо. Пар, который образуется при нагревании воды, приводит в действие огромные лопасти турбины, а те в свою очередь запускают генератор.
Энергию можно получить, используя силу воды, падающей с большой высоты: с плотин или водопадов (гидроэнергетика).
Как источник питания для генераторов можно использовать силу ветра или тепло Солнца, но к ним прибегают не часто.
Далее работающий генератор при помощи огромного магнита создаёт поток электрических зарядов (ток), который проходит по медным проводам. Чтобы передавать электричество на большие расстояния, необходимо увеличить напряжение. Для этого используют трансформатор — устройство, которое может повышать и понижать напряжение. Теперь электричество с большой мощностью (до 10000 вольт и более) по огромным кабелям, которые находятся глубоко под землёй или высоко в воздухе, движется  к месту назначения.  Перед тем, как попасть в квартиры и дома, электричество проходит через другой трансформатор, который понижает его напряжение.  Теперь готовое к использованию электричество движется по проводам к необходимым объектам. Количество использованного электричества регулируется специальными счётчиками, которые прикрепляются к проводам, которые проложенные через стены и полы. Подводят электричество в каждую комнату дома или квартиры.

Где живет электричество
Электрические явления были непонятны и опасны для жизни, они вселяли страх. Но постепенно опыт накапливался, и люди начали понимать некоторые из них, научились создавать и использовать электричество в своих нуждах.
Мы знаешь, где оно живет: в проводах, подвешенных на высоких мачтах, в комнатной электропроводке и еще в батарейке карманного фонаря. Но все это электричество домашнее, ручное. Человек его изловил и заставил работать. Оно потрескивает в никелированном теле электроутюга. Сияет в лампочке. Гудит в электродвигателях. Весело распевает в радиоприемниках. Да мало ли что еще может делать электричество.
Современная жизнь немыслима без радио и телевидения, телефонов и телеграфа, осветительных и нагревательных приборов, машин и устройств, в основе которых лежит возможность использования электрического тока.
Возможности электричества поражали: передача энергии и разнообразных электрических сигналов на большие расстояния, превращение электрической энергии в механическую, тепловую, световую …
Ну, а есть ли на свете электричество дикое, неприрученное? Такое, которое живет само по себе? Да, есть. Оно вспыхивает ослепительным зигзагом в грозовых тучах. Оно светится на мачтах кораблей в душные тропические ночи. Но оно есть не только в облаках, и не только под тропиками. Тихое, незаметное, оно живет всюду. Даже у тебя в комнате. Ты часто держишь его в руках и сам об этом не знаешь. Но его можно обнаружить.