Главная  О Компании     Новости Контакты

Проект на тему: «Электричество в овощах и фруктах». Электричество из овощей и фруктов


Как добыть электричество из овощей и фруктов

Оказавшись на необитаемом острове, современный Робинзон мог бы не отказывать себе в удовольствии пользоваться плеером, смартфоном или карманным фонариком при условии, что он умел бы добывать электричество из кокосов и бананов.

Наверняка многие из курса физики помнят или слышали, что из обыкновенного картофеля, и не только из него, можно добыть немного электричества.Что для этого необходимо, и возможно ли таким способом зажечь маломощный фонарик, светодиодные часы, питающиеся от круглых батареек 1-2Вольт или заставить работать радиоприемник?

И, да и нет, давайте разбираться подробнее.

Чтобы понять, что напряжение из картошки это не выдумка, а вполне реальная вещь, достаточно воткнуть в одну единственную картофелину острые щупы от мультиметра и вы тут же увидите на экране несколько милливольт.

Если немного усложнить конструкцию, например с одной стороны в клубень вставить медный электрод или бронзовую монетку, а с другой стороны что-нибудь алюминиевое или оцинкованное, то уровень напряжения существенным образом вырастет.

Сок картофеля содержит в себе растворенные соли и кислоты, которые являются по сути естественным электролитом.

Кстати, с одинаковым успехом можно использовать для этого лимоны, апельсины, яблоки. Таким образом, все эти продукты могут питать не только людей, но и электроприборы.

Внутри таких фруктов и овощей, из-за окисления, с погруженного анода (оцинкованный контакт) будут утекать электроны. А притягиваться они будут к другому контакту — медному. При этом не путайте, электричество здесь образуется не прямо из картошки. Оно хорошо вырабатывается именно благодаря химическим процессам между тремя элементами:

  • цинк
  • медь
  • кислота
И именно цинковый контакт здесь служит как расходка. Все электроны утекают с него. При определенных условиях даже земляная почва может дать электричество. Главное условие — ее кислотность.

Земляная батарейка

Повышенная кислотность почвы — проблема для агрономов, но радость для электротехников. Содержание ионов водорода и алюминия в земле позволяет буквально воткнуть в горшок две палки (как обычно, цинковую и медную) и получить электричество. Наш результат — 0,2 В. Для улучшения результата почву стоит полить.

Важно понимать: электричество вырабатывается не из лимона или картошки. Это вовсе не та энергия химических связей в органических молекулах, которая усваивается нашим организмом в результате потребления пищи. Электроэнергия возникает благодаря химическим реакциям с участием цинка, меди и кислоты, и в нашей батарейке именно гвоздь служит расходным материалом.

Сборка батарейки из картошки

Итак, вот что необходимо для сборки более или менее емкостной батарейки:

Картошка, несколько штук, так как от одной толку будет мало.

Медные, желательно одножильные провода, чем больше сечением, тем лучше.

Оцинкованные и медные гвозди или шурупы (можно использовать просто проволоку).

Гвозди как раз таки и будут играть основную роль в выработке электричества для фонарика, оцинкованные — это минусовой контакт (анод), обмедненные — это плюс (катод).

Если применить вместо оцинкованных простые гвозди, то вы потеряете в напряжении до 40-50%. Но как вариант, работать все равно будет.

То же самое относится и к применению алюминиевой проволоки вместо гвоздей. При этом, увеличение расстояния между электродами в одной картофелине особой роли не играет.

Берете медные провода (моно жилу) сечением 1,5-2,5мм2, длиной 10-15см. Зачищаете их от изоляции и приматываете к гвоздику.

Лучше всего конечно припаять, тогда и потери напряжения будут гораздо меньше.

Один медный гвоздь с одной стороны провода, а оцинкованный с другой.

Далее раскладываете картофелины и последовательно втыкаете в них гвозди. При этом в каждый клубень втыкаются разные гвозди, от разных пар проводов. То есть в каждую картошку у вас должен быть воткнут одни цинковый контакт и один медный.

Соединяются разные клубни между собой, только через гвозди из различных материалов — медь+цинк — медь+цинк и т.д.

Замеры напряжения

Допустим у вас три картохи, и вы соединили их между собой вышеописанным образом. Чтобы узнать какое же напряжение получилось, воспользуйтесь мультиметром.

Переключаете его в режим измерения ПОСТОЯННОГО напряжения и подключаете измерительные щупы к проводникам крайних картофелин, т.е. к начальному плюсовому контакту (медь) и конечному минусовому (цинк).

Даже на трех картофелинах среднего размера можно получить почти 1,5 Вольта.

Если же по максимуму уменьшить все переходные сопротивления, а для этого:

  • в качестве медного электрода использовать не гвоздь, а саму же проволоку, которой собирается схема
  • в контактах применить пайку
то всего 4 картошки способны выдать до 12 вольт!

Если ваш дешевый фонарик запитывается от трех пальчиковых батареек, то для успешного его свечения вам понадобится порядка 5 вольт. То есть, картошек при использовании обычных проводов нужно минимум в три раза больше.

Для этого кстати, не обязательно искать дополнительные клубни, достаточно ножом разрезать существующие на несколько частей. После чего проделать с проводками и гвоздиками всю ту же самую процедуру.

В каждый разрезанный клубень последовательно вставить один оцинкованный и один медный гвоздик. В итоге вполне реально получить постоянное напряжение более чем 5,5В.

А можно ли теоретически из одной единственной картошки, получить 5 вольт и при этом добиться того, чтобы вся сборка по размеру была не больше пальчиковой батарейки? Можно и очень легко.

Отрезаете маленькие кусочки сердцевины с картошки, и прокладываете их между плоскими электродами, например монетками из разного металла (бронза, цинк, алюминий).

В итоге у вас должно получится что-то наподобие сэндвича. Даже один кусочек такой сборки способен давать до 0,5В!А если собрать их несколько штук вместе, то требуемое значение до 5В легко получится на выходе.

Сила тока

Казалось бы все, цель достигнута, и осталось только найти способ подключить проводки к контактам питания фонарика или светодиодов.

Однако проделав такую процедуру и собрав не слабую конструкцию из нескольких картох, вы будете очень сильно разочарованы итоговым результатом.Маломощные светодиоды конечно будут светиться, как-никак напряжение вы все-таки получили. Однако уровень яркости их свечения будет катастрофически тусклым. Почему так происходит?

Потому что, к сожалению, такой гальванический элемент дает ничтожно низкий ток. Он будет настольно малым, что даже не все мультиметры способны его замерить.

Кто-то подумает, раз не хватает тока, нужно добавить еще побольше картошки и все получится.

Безусловно, существенное увеличение клубней позволит поднять рабочее напряжение.

При последовательном соединении десятков и сотен картошек, увеличится напряжение, но не будет самого главного — достаточной емкости для увеличения силы тока.

Да и конструкция вся эта не будет рационально пригодной.

Практичный способ с варенной картошкой

Но все-таки, есть ли простой способ, как повысить мощность такой батарейки и уменьшить габариты? Да, есть.

Например, если для этой цели использовать не сырую, а варенную картошку, то мощность такого источника электричества увеличивается в несколько раз!

Чтобы собрать удобную компактную конструкцию, воспользуйтесь корпусом от старой батарейки формата С (R14) или D(R20).

Удаляете все содержимое внутри (естественно, кроме графитового стержня).

Вместо начинки все пространство заполняете варенной картошкой.

После чего собираете конструкцию батарейки в обратном порядке.

Цинковая часть корпуса старой батарейки, здесь играет существенную роль.

Общая площадь внутренних стенок получается гораздо большей, чем просто воткнутые гвоздики в сырую картоху.

Отсюда и большая мощность и КПД.

Один такой источник питания будет легко выдавать почти 1,5 вольта, также как и маленькая пальчиковая батарейка.

Но самое главное для нас это не вольты, а миллиамперы. Так вот, такая «вареная» модернизация, способна обеспечить ток до 80мА.

Такими батарейками можно запитать приемник или электронные светодиодные часы.

Причем вся сборка проработает уже не секунды, а несколько минут (до десяти). Больше батареек и картохи, больше автономного времени работы.

Лимонная батарейка

Уксусная батарейка. Формочка для льда поможет сконструировать многоэлементную батарею с уксусом в качестве электролита. Используйте оцинкованные шурупы и медную проволоку в роли электродов. Заправив батарею уксусом и подключив к ней светодиодную лампу, попробуйте постепенно засыпать и размешивать поваренную соль в ячейках: яркость свечения будет расти на глазах.

Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп (то есть практически любой гвоздь или шуруп) и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нам пригодится бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник или даже вентилятор, рассчитанные на питание от батареек.

Разомните лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредите кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.

Суть опыта в том, чтобы поместить медный и цинковый электроды в кислую среду, будь то лимон или ванночка с уксусом. Гвоздь послужит нам отрицательным электродом, или анодом. Медную проволоку назначим положительным электродом, или катодом.

В кислой среде на поверхности анода протекает реакция окисления, в процессе которой выделяются свободные электроны. С каждого атома цинка уходит два электрона. Медь — сильный окислитель, и она может притягивать электроны, освобожденные цинком. Если замкнуть электрическую цепь (подключить к импровизированной батарейке лампочку или мультиметр), электроны потекут от анода к катоду через нее, то есть в цепи возникнет электричество.

[источники]Источник:https://www.popmech.ru/diy/173261-dobyvaem-elektrichestvo-iz-limona-kartofelya-i-uksusa/https://svetosmotr.ru/kak-sdelat-batarejku-iz-kartoshki/ 

masterok.livejournal.com

Фруктовые батарейки

Введение

Моя работа посвящена необычным источникам энергии. В интернете я прочитал о том, что 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 стенные часы, а для ручных часов хватит одной такой батарейки. Еще я узнал, что 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. Я задумался над вопросом, зачем люди тратят время на создание «фруктовых» батареек, ведь уже создано большое разнообразие  батареек, аккумуляторов и других элементов питания. Ответ показался мне очевидным. Мы очень часто покупаем элементы питания для игрушек, часов, фонариков, телефонов. На это тратятся денежные средства. Возможно, что можно заменить дорогие гальванические элементы самодельными фруктовыми и овощными батарейками, тогда будет экономия.Если верить интернет-источникам, то когда у меня дома отключат электричество, я смогу некоторое время освещать его при помощи лимонов.Я решил проверить лично, возможно такое или нет.В данном проекте мною была исследована возможность получения источников питания из фруктов и овощей.Я поставил перед собой следующие задачи:1. Создать фруктовые и овощные батарейки. 2. Экспериментально определить  напряжение  таких батареек.3. Выяснить, от чего зависят электрические свойства таких батареек.4. Постараться зажечь лампочку с помощью фруктовой батарейки.

Эксперимент по созданию батареек

Для создания фруктовых батареек мне понадобились:- Фрукты и овощи- Медная проволока- Канцелярские скрепки- Мультиметр – прибор для измерения силы тока и напряженияВоткнем в лимон скрепку, а к ней подсоединим проволоку. Еще одну проволоку просто воткнем в лимон. Свободные концы проводов соединим с мультиметром. Он регистрирует напряжение 0,49 В. Значит лимон может выполнять роль источника тока.Затем я провел опыты с киви, бананом, картофелем, грушей, помидором, огурцом, луковицей, яблоком. Эти фрукты и овощи также могут «работать» как батарейки.

Результаты измерений напряжения я занес в таблицу.

Измерения показали, что самое высокое напряжение дает груша, самое низкое – киви. Удивительно, что лимонная батарейка слабее других источников (кроме киви), хотя в сети Internet в основном рассматривается именно лимон как сырье для источников питания.От чего же зависят электрические свойства «фруктовых батареек»?  Видимо, чтобы это выяснить, я должен узнать, как они работают.

Как работает батарейка

Первый источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани (на самом деле целью опытов Гальвани был не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия). Явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки. Опыты  Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого – Алессандро Вольта. 200 лет назад 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 из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает напряжение. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения, а его фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые  в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами.Когда цинковый винт контактирует с лимонной кислотой, начинаются две химические реакции. Одна реакция – окисление: кислота начинает забирать атомы цинка с поверхности винта. Два электрона уходят с каждого атома цинка, придавая атому положительный заряд.

Заряженные атомы цинка – ионы цинка, остаются в лимоне: в темной области около винта через некоторое время.

Другая реакция – восстановление, в ней задействованы положительно заряженные атомы водорода – ионы водорода в лимонной кислоте около винта.

Ионы принимают электроны, высвобождаемые в ходе окислительной реакции с образованием водорода, который можно увидеть в виде пузырьков около винта.Ионы водорода называют окислителями, потому что они отнимают электроны цинка.

Обе реакции продолжаются до тех пор, пока цинковый винт находится в лимоне, и на нем остается цинк. Реакция не зависит от присутствия меди или другого вещества. Важно понять, что электроны испускаемые цинком принимаются ионами водорода кислоты.

Медная монета – тоже окислитель. В действительности, она даже больший окислитель, чем ионы водорода в лимонной кислоте. То есть медь может притягивать многие свободные электроны, испускаемые цинком. Но процесс не происходит до тех пор, пока между медным и цинковым электродами нет связи. Когда между электродами устанавливается электрическая связь (провод), то медь притягивает электроны из винта и возвращает их через цепь.Движение электронов по цепи – электрический ток. Условно было принято за направление движение электронов: ток от отрицательного полюса батарейки или электрического элемента к положительному. Поэтому цинк (источник элетронов) – отрицательный полюс в лимонной батарейке, а медь – положительный.Напряжение лимонной батарейки вызывается разницей между способностью цинка и меди отдавать электроны. Электрический ток, выдаваемый батарейкой, среди всего прочего, зависит от количества электронов, спускаемых химической реакцией.

От чего зависят электрические свойства «фруктовых» батареек

Итак, выяснив принцип работы батареек, я прихожу к выводу, что необходимым условием работы батарейки является присутствие  ионов водорода в овощном и фруктовом соке. Я узнал ( www.wikipedia.org ), что мерой активности ионов водорода в растворе является его кислотность. Значит, на электрические характеристики созданных мною батареек влияет кислотность овощей и фруктов. Поэтому я исследовал зависимость силы тока, даваемой моими источниками от кислотности продукта. Кислотность я определял с помощью лакмусового индикатора со шкалой. Силу тока измерял мультиметром. Результаты измерений приведены ниже.

Результаты показывают:1. Фруктовые батарейки дают очень слабый ток в цепи2. Значение силы тока зависит от кислотности продукта. Чем больше кислотность, тем больше сила тока.3. При одинаковой кислотности значения сил тока различаются, значит сила тока зависит еще от каких-то факторов.

Таким образом, я бы порекомендовал в качестве батарейки в непредвиденной ситуации использовать лук репчатый.

Практическое использование батареек

Но будет ли гореть лампочка, если питать ее от фруктового источника?  Я взял лампочку на  3,5 В и 0,26 А. В качестве источника взял картофель, как наиболее доступный овощ. Одна картофелина дает напряжение порядка 0,5 В. От одной лампочка не загорится. Но я прочитал, что если соединить несколько фруктовых батареек последовательно, это увеличит напряжение пропорционально количеству взятых фруктов. Поэтому в нашем случае мне необходимо как минимум семь картофелин. Лампочка не загорелась. Не загорелась она и при большем количестве картошин. Это вполне объяснимо, ведь токи в такой цепи очень слабые и недостаточны. Заменим лампочку на светодиод (1,5 В). Экспериментируя с разным количеством картошин, я добился, чтобы он загорелся. Картошин было семь.

Мне также удалось заставить работать  электронные часы, которые используют в качестве батарейки лимоны. Это очень остроумно, можно сделать кому-нибудь подарок и удивить.

В дальнейшем я также планирую выяснить, сколько лимонов потребуется для работы калькулятора.

Выводы

Работа, которой я занимался, показалась мне очень интересной. Я смог ответить на все интересовавшие меня вопросы.Так, проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников питания из фруктов и овощей.Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии.Из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются лимон, картофель, лук репчатый.Я убедился в том, что физика наука экспериментальная. Я учился делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Я научился определять напряжение  внутри «вкусной» батарейки и силу тока создаваемую ею. Мне очень понравилось ставить эксперименты самому. Оценивать получившийся результат. Я заметил, что не всегда эксперимент удается, хотя теоретически так должно быть. Например, мне не удалось зажечь лампочку на 3,5 В, поэтому буду пробовать еще, пока не добьюсь результата. А вообще, порой и не представляешь, сколько интересного происходит вокруг тебя. Нужно только оглянуться, обратить внимание, а затем провести исследование и ответить на интересующие вопросы.

Список литературы

1. Энциклопедический словарь юного физика. -М.: Педагогика, 1991г2. Энциклопедии «История открытий» серии «Росмэн»3. http://www.wikipedia.org4. http://dev.planetseed.com/ru/node/284915. http://chemistry-chemists.com/Video/Fruit-battery.html6. http://lemonlife.ru/kreativ_iz_limonov/batarejka_iz_limona7. http://gadgetforgeek.com.ua/sdelat-gadget-svoimi-rukami-fruktovye-chasy8. http://obozrevatel.com9. Карл Снайдер. Необычная химия обычных вещей (3-е изд.), 1998

Выполнил:Сироткин ГеоргийУченик 8 «В» класса

Руководитель:Сугробова Наталья Викторовна,учитель первой категории

Муниципальное бюджетное образовательное учреждениесредняя образовательная  школа №128

Г. Нижний Новгород

Презентация: http://static.livescience.ru/batteries/presentation.pdf

livescience.ru

«Электричество в овощах и фруктах»

Муниципальное автономное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 22

Проект на тему:

«Электричество в овощах и фруктах»

Выполнил: ученик 3 Б класса

Шелестюк Георгий

Руководитель:

Учитель начальных классов

Рыкованова Г.В.

Тюмень – 2016

Содержание

Введение……………………………………………………………………….... 3

Глава 1. Понятие батарейки и принцип ее работы………………………….…6

Глава 2. Практическое применение батарейки из овощей и фруктов……..…9

Заключение………………………………………………………………….…..12

Список использованной литературы…………………………………………..14

Приложение 1…………………………………………………………………...15-16

Введение

Актуальность темы исследования

В настоящее время хозяйственная деятельность человека всё чаще становится основным источником загрязнения окружающей среды. Мы и не подозреваем, к чему приводит наше легкомысленное отношение к правилам утилизации отходов. Природа не в силах «переварить» весь мусор. Например для разложения выработавших свой ресурс пальчиковых батареек требуется не менее 10 лет. Взглянув на обычную пальчиковую батарейку, вы практически всегда увидите на ней этот знак:

Это означает: «Не выбрасывать, необходимо сдать в спецпункт утилизации».

И этот знак на батарейке стоит неспроста! Подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжёлыми металлами около 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ёжика и нескольких тысяч дождевых червей! В батарейках содержится множество различных металлов — ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, которые имеют свойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в организме человека, и наносить существенный вред здоровью. 

А что если заменить эти батарейки экологически чистыми источниками электрического тока?

Наверняка многие слышали, что можно экономить на обычных батарейках, заменяя их фруктовыми. Российские ученые давно выяснили, что обычные овощи и фрукты полезны не только с точки зрения питания. Апельсины, лимоны и другие фрукты и овощи — это идеальный электролит для выработки бесплатного электричества, правда не столь мощного, как у обычных батареек. Индийские ученые предлагают использовать фрукты, овощи и отходы от них при производстве источников питания для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Внутри необычных батареек - паста из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей-фруктов и электроды из цинка и меди. Одновременное действие четырех таких батареек позволит запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой и карманным калькулятором, а для ручных часов и одной батарейки хватит. 

Объект исследования: фруктовые и овощные батарейки.

Предмет исследования: электрический ток, полученный из овощей и фруктов.

Гипотеза: предположим, что из овощей и фруктов можно получить электрический ток, тогда есть возможность использовать их в качестве электролита при изготовлении батарейки.

Цель: исследование возможности получения источников питания из фруктов и овощей.

Задачи:

  1. Ознакомиться с принципом работы батарейки.

  2. Создать фруктовые и овощные батарейки.

  3. Провести опрос одноклассников о возможности использования фруктов и овощей в качестве батарейки.

Методы исследования:

Изучение литературы, наблюдение, эксперимент, анкетирование, анализ полученных результатов.

Практическая значимость: если бы удалось создать источники питания из экологически чистого материала, такого как овощи и фрукты, мы могли бы использовать их для работы электрических приборов с низким потреблением энергии, и при этом оберегать окружающую среду от загрязнения, так как обычные батарейки при неправильной утилизации очень долго разлагаются.

Работа состоит из введения, двух глав и заключения.

Во введении обоснована актуальность исследования, определены цели и задачи, объект и предмет исследования, гипотеза исследования, отражены методы исследования и практическая значимость работы.

В 1 главе «Понятие батарейки и принципы ее работы» рассмотрена история изобретения первой батарейки и принцип работы современных гальванических элементов.

Во 2 главе «Практическое применение батарейки из овощей и фруктов» приведено описание создания батарейки из картофеля, яблока, огурца, мандарина, банана и лука. Проведено экспериментальное измерение напряжения электрического тока в полученных батарейках с помощью мультиметра, и описана попытка зажечь лампочку и светодиод с помощью батарейки из картофеля.

В заключении подведены общие итоги работы и сделаны выводы.

Глава 1 Понятие батарейки и принципы ее работы

Батарейка – это источник питания, который вырабатывает электричество под действием химического процесса.

Батарейка. Это слово плотно вошло в нашу повседневную жизнь. Но к сожалению сегодня мало кого интересует ее история, ее устройство, ее виды.

Первый источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. На самом деле целью опытов Гальвани был не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. Явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки. 

Опыты Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого – Алессандро Вольта. 200 лет назад 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 из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает напряжение. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения, а его фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами.

Таким образом, гальванический элемент (батарейка) — это источник электричества, который основан на химическом взаимодействии некоторых веществ между собой. 

Сегодня в магазинах можно увидеть большое количество батареек. Батарейки бывают разнообразной формы или размеров. Некоторые – маленькие как таблетка, или тонкие, как карточка. Некоторые – величиной с холодильник. Несмотря на внешние существенные отличия, устройство батарейки любого типа имеет общие черты и принципы. Различия могут быть только в составе химических веществ, с помощью которых выделяется электрическая энергия. Наиболее распространенные батарейки по типу электролита:

• Солевые батарейки. В них используется уголь и марганец, электролит из хлорида аммония и катод из цинка. В перерывах между эксплуатацией элементы питания могут «восстанавливаться». Это немного продлевает срок службы батарейки.

• Алкалиновые (щелочные) батарейки. От солевых их отличает состав электролита - здесь используется щелочной электролит. Такие батарейки имеют продолжительный срок хранения.

Солевые и алкалиновые (щелочные) батарейки содержат растворенные тяжелые металлы, в состав может входить от 10 до 20 элементов таблицы Менделеева, многие из этих элементов являются сильно токсичными веществами.

• Серебряные батарейки имеют катоды из оксида серебра. Их напряжение на 0,2 В выше, чем солевых в одних и тех же условиях. В остальном серебряные элементы питания похожи на солевые.

• Литиевые батарейки обладают очень большим сроком хранения, высокой плотностью энергии и сохраняют работоспособность в большом диапазоне температур, поскольку не содержат воды. В их состав входит литиевый катод, электролит и анод из различных материалов.

Все известные элементы питания различны по некоторым принципам, но схема работы у них одна. В них создается электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них к другому. В батарейках для фонарика эти вещества обычно представлены цинком и углеродом. В автомобильном аккумуляторе это свинец и диоксид свинца. В компьютере или мобильном телефоне используются обычно оксид лития с кобальтом и углерод.

У любой батарейки есть положительный полюс (катод), отрицательный полюс (анод) и электролит, который может быть сухим или жидким.

Электрический ток бежит от анода (-) к катоду(+), но между ними обязательно должна быть нагрузка (потребитель энергии). Если нагрузки не будет, то есть (+) соединить с (-) напрямую, то произойдет короткое замыкание.

Катоды выполняют функцию восстановителя, то есть принимают электроны от анода.

Электролит – это среда, в которой перемещаются ионы, образовавшиеся в процессе химической реакции. В процессе работы батарейки постепенно образуются новые вещества, а электроды постепенно разрушаются – батарейка садится. Многие гальванические элементы могут быть использованы только один раз. Они производятся на заводе, разряжаются в процессе использования и затем выбрасываются. Сейчас наиболее популярны перезаряжаемые батарейки, называемые аккумуляторами.

В кратком виде весь процесс работы батарейки выгляди так: анод – нагрузка – катод – электролит.

Именно на таком принципе и делаются большинство батареек, которыми мы пользуемся. Разница заключается в том, что в различных видах производимых батареек, отличие только в используемых веществах и материалах.

Глава 2 Практическое применение батарейки из овощей и фруктов

Я провел опрос среди одноклассников, чтобы выяснить, что им известно о возможности получения электричества из овощей и фруктов, и получил следующие результаты (Приложение 1): около 50% учащихся не знают ничего о том, кто изобрел батарейку; более половины учеников ничего не слышали о возможности получения электрического тока из овощей и фруктов, и уж тем более не имеют представления о том, как это может помочь сохранению окружающей среды. Именно поэтому я думаю, что моя работа должна быть интересна и познавательна для моих одноклассников и не только для них.

Меня заинтересовал вопрос о том, как сделать батарейку своими руками. Поискав информацию, мы узнали, что можно сделать батарейку из картошки. На одном овоще решили не останавливаться, а провели исследования еще на яблоке, огурце, банане, луке и мандарине.

Для изготовления батарейки из овощей и фруктов нам понадобятся:

Овощи, фрукты, цинковые гвозди, медные гвозди или отрезки медной проволоки, провода с зажимами, светодиод, мультиметр.

На примере картофеля рассмотрим как и что следует делать.

В картофель необходимо воткнуть гвоздь и медную проволоку.

Далее следует зажимами присоединить провода к гвоздям. Свободные концы провода присоединяются к устройству измерения (в нашем случае — это мультиметр), которое и показывает напряжение, возникающее на концах проводника.

Получившаяся батарейка из картофеля – это однозарядная батарейка. Она работает также, как батарейки, вставленные в фонарик или радиоприемник.

Картофельный сок в такой батарейке выступает в качестве электролита, медная проволока – это положительный электрод, принимающий электроны, а цинковый гвоздь – отрицательный электрод, принимающий электроны.

Когда я присоединил к электродам измерительный прибор, цепь замкнулась. Внутри клубня картофеля произошла химическая реакция. Электроны внутри атомов, составляющих картофельный сок, собрались на отрицательном электроде и потекли по цепи к положительному электроду. Таким образом возник электрический ток, текущий по электрической цепи.

Для экспериментального замера электрического напряжения были взяты имеющиеся под рукой фрукты (яблоко, банан, мандарин) и овощи (картофель, огурец, лук).

Итак, подопытные овощи и фрукты дают следующее напряжение (В):

картофель — 0,45 яблоко — 0,45

банан — 0,43 огурец — 0,43

лук — 0,41 мандарин — 0,42

Как мы видим, в группе наших овощей и фруктов лидером по полученному напряжению стало яблоко и картошка, а в отстающих оказался лук. Правда разница в цифрах не такая уж большая.

Но будет ли гореть лампочка, если питать ее от фруктового источника?  Я взял лампочку на  3,0 В. В качестве источника взял картофель, как наиболее доступный овощ, к тому же показавший максимальное электрическое напряжение. Одна картофелина дает напряжение порядка 0,5 В. От одной лампочка не загорится. Но я прочитал, что для того, чтобы создать большее напряжение, можно попробовать соединить несколько картофельных батареек друг с другом. Для этого я сделал еще несколько таких же батареек, затем с помощью металлических зажимов-крокодильчиков соединил стальной электрод одной батарейки с медным электродом другой. Таким образом, можно соединять батарейки друг с другом в ряд, создавая многозарядную картофельную батарейку. Причем напряжение в такой батарейке будет увеличиваться пропорционально количеству взятых овощей.

Поэтому в нашем случае мне необходимо как минимум семь картофелин. 

Но почему то лампочка не загорелась. Не загорелась она и при большем количестве картошин. Хотя общее напряжение составило более 3В. Я нашел информацию о том, что это вполне объяснимо, ведь токи в такой цепи очень слабые и недостаточны, а для работы электроприборов важно не только электрическое напряжение, но и сила тока.

Заменим лампочку на светодиод (1,5 В).

Экспериментируя с разным количеством картошин, я добился, чтобы он загорелся. Картошин было десять. При этом напряжение в цепи было около 3,5 В. Видимо такого напряжения и слабого тока было достаточно для того, чтобы зажечь менее мощный светодиод.

Заключение

Работа, которой я занимался, показалась мне очень интересной. Я смог ответить на все интересовавшие меня вопросы. Так, проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников питания из фруктов и овощей. Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии, таких как часы или калькулятор.

Как показал мой эксперимент, из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются яблоко и картофель.

Я научился делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Также я научился определять электрическое напряжение внутри овощей и фруктов.

Мне очень понравилось ставить эксперименты самому, оценивать получившийся результат. Я заметил, что не всегда эксперимент удается, хотя теоретически так должно быть. Например, мне не удалось зажечь лампочку на 3 В. 

Мне бы очень хотелось, чтобы ученые изобрели батарейки, помогающие сохранять окружающую среду. Ядовитые вещества из обычных батареек, проникают в почву, в подземные воды, попадают в наше с вами море и в наши с вами водохранилища, из которых мы пьем воду, не думая, что вредные химические соединения (из вашей же батарейки, выброшенной неделю назад в мусоропровод) с кипячением не исчезают, не убиваются - они ведь не микробы. И каждый из нас должен понимать, что кроме нас никто не сможет сберечь нашу Землю от экологической катастрофы.

В процессе работы над проектом мне пришла в голову мысль о том, что я мог бы внести посильный вклад в сохранение окружающей среды путем сбора отслуживших свой срок батареек и сдачи их в специальные пункты приема. Мне удалось выяснить, что батарейки принимают в любом магазине «Эльдорадо», для этого там установлены специальные урны. Я хочу поставить небольшой контейнер или коробку в своем классе и предложить одноклассникам приносить из дома использованные батарейки. По мере накопления мы будем отвозить их в один из пунктов приема. Может быть в дальнейшем к нашей акции присоединятся и другие классы нашей школы, и таким образом мы все сможем проявить непосредственное участие в столь важном деле, как охрана окружающей среды.

Список использованной литературы:

1. Журнал. «Галилео» Наука опытным путем. № 3/ 2011 г. «Лимонная батарейка» стр 9-14

2. Журнал «Юный эрудит» № 10 / 2009 г. «Энергия из ничего» стр.11-13

3. Гальванический элемент — статья из Большой советской энциклопедии.

4. В. Лаврус «Батарейки и аккумуляторы» стр. 22-25

Приложение 1

Я провел опрос среди одноклассников, чтобы выяснить, что им известно о возможности получения электричества из овощей и фруктов, и получил следующие результаты:

  1. Знаешь ли ты, кто изобрел батарейку (гальванический элемент)?

а) Бенджамин Франклин;

б) Луиджи Гальвани;

в) Василий Петров.

  1. Как ты думаешь, возможно ли получить электрический ток из овощей и фруктов?

а) да;

б) нет;

в) не знаю.

  1. По твоему мнению, использование овощей и фруктов в качестве батарейки может помочь сохранению окружающей среды?

а) да;

б) нет;

в) не знаю.

infourok.ru

Батарейки из лимона, яблока, апельсина, лука

Природные аккумуляторы электрической энергии, батарейка из фруктов – возможно ли это? Давайте попробуем разобраться с этим вопросом в нашей лаборатории.

Нужно отметить, что этот эксперимент хорош своей простотой и наглядностью. Его можно использовать как для школьного научного проекта (особенно, добавив теоретический раздел), так и в виде развлечения устроив  неплохую презентацию, например, для друзей. Замечательно подойдет этот опыт и  если вы просто решили с пользой провести время с ребенком – и весело, и познавательно!

В предыдущей статье об устройстве батарейки мы немного затронули историю создания батарейки, узнали, откуда в ней берется электричество, рассмотрели протекающие в гальваническом элементе процессы. А невероятно полезный метод познания окружающего мира под названием «Что там внутри?» помог нам посмотреть, из чего состоит батарейка. Правда, пришлось разломать несколько гальванических элементов, но в этой статье, обещаю, мы ломать ничего не будем. Только созидать!

Что нам для этого понадобится? Как мы уже выяснили, любой гальванический элемент состоит из электродов и электролита. Следуя традиции, никаких экзотических или труднодоступных материалов мы использовать не будем. Если вам захочется повторить эксперимент, потребуется следующее:

  • Овощи или фрукты, которые есть у вас под рукой. Только не говорите окружающим, для чего они вам нужны, а то в следующий раз, когда вам захочется, скажем, апельсинчика, вам не дадут – скажут, мол, опять собираешься продукты переводить 🙂 Они будут исполнять роль электролита в нашей партии батарейки (а точнее, содержащийся в них фруктовый сок, который благодаря фруктовым кислотам выполняет роль ионообменной среды).
  • Железные и оцинкованные гвозди. Если нет оцинкованных гвоздей, можете взять кусочки оцинкованной жести. Если после предыдущей статьи по устройству батареек у вас остался цинковый корпус – самое время достать его из заветной коробочки. Как вы поняли, все это будет выполнять роль электродов.
  • Несколько проводков. Я взял несколько жил от многожильного кабеля типа «витая пара». Провода нам нужны для того, чтобы организовать электрическую цепь – тот самый мостик, по которому электроны бегут от одного электрода к другому.
  • Ну и конечно же нам потребуется потребитель тока – зачем нам электричество, если нам некуда его тратить. В качестве потребителя стОит использовать что-нибудь маломощное: например калькулятор или светодиод. Что-либо помощнее, например, лампу накаливания, брать не стоит. Хотя, последним замечанием можно пренебречь, если у вас перед домом стоит грузовик с лимонами.

Разложим компоненты на нашем лабораторном столе.

Зачищаем от изоляции концы проводов.

Начинаем погружать электроды в электролит. Ну а если по-простому – то втыкать гвозди и пластины в заготовленные съестные припасы. Сначала один электрод…

… а затем и другой.

На концах электродов закрепляем провода.

 

Гальванический элемент готов! Половинка лимона показывает почти полвольта.

Проделав все вышеописанные процедуры с яблоком, видим, что гальванический элемент из этого фрукта дает аналогичное напряжение.

Аналогичное напряжение обеспечивает и апельсин.

А вот лук преподнес сюрприз. Батарейка из него получилась высоковольтная 🙂

А теперь давайте посмотрим, на что способна вся эта наша фруктово-электрическая братия. Конечно, каждый из этих элементов мало на что способен. Разве что просто продемонстрировать с помощью вольтметра, что электричество они вырабатывают на самом деле. Гораздо более эффектным будет демонстрация работы потребителей тока от наших фруктовых батареек. Как я уже отметил, напряжения, выдаваемого отдельным фруктовым гальваническим элементом, будет недостаточно для питания даже маломощных потребителей тока. Следовательно, нам нужно повысить напряжение. Этого можно достигнуть путем соединения нескольких гальванических элементов по последовательной схеме, т.е. вот так:

После соединения всех наших гальванических элементов в батарею получаем уже вполне солидное напряжение.

Попытаемся подключить светодиод (при подключении необходимо соблюсти полярность)… Горит!!!

Даже старый калькулятор, который я уже давно перестал считать рабочим, заработал от фруктовой батареи!

Ну что ж, опыт удался! Как видим, батарейка из фруктов вполне реальна. Конечно, как серьезный источник питания ее рассматривать нельзя. Но как отличный наглядный материал о природе электричества, который для непосвященных может выглядеть даже немного мистически, — вполне!

Удачи вам в ваших экспериментах!

 

ownlab.ru

Электричество во фруктах и овощах. — МегаЛекции

Введение

Глава первая. Обзор литературы

1.1. Что такое батарейка……………………………………………. 1

Глава вторая. Практическая работа

2.1. Изготовление модели батарейки…………………………….. 2

2.2. Электричество в овощах и фруктах…………………………. 3

3. Заключение……………………………………………………….. 4

4. Список литературы и источников информации……………. 6

Приложения

 

Введение

Однажды я смотрел по телевизору передачу о необычных изобретениях и меня заинтересовали опыты учёных разных стран, которые предлагают использовать вместо гальванических батареек природные источники энергии.

Мне захотелось попробовать изготовить батарейку из природных материалов.

Цель исследования: возможность получить источник питания из овощей и фруктов.

Задачи:

1. Найти и изучить литературу по данной теме

2. Посмотреть информацию в сети Интернета

3. Провести эксперимент по изготовлению и применению батарейки из разных природных материалов (картофеля, лимона, яблока и томата)

4. Выяснить от чего зависят электрические свойства батареек

5. Экспериментально определить напряжение таких батареек

6. Сравнить результаты исследования и сделать выводы

7. Оформить исследовательскую работу

8. Подготовить презентацию и выступить перед ребятами своего класса

Гипотеза : предположим, что можно заменить дорогие гальванические элементы самодельными фруктовыми и овощными батарейками.

В ходе исследования я буду использовать следующие методы:

1. Изучение источников получения информации

2. Практическая работа – эксперимент

3. Наблюдение

4. Анализ полученных результатов

5. Выводы по результатам исследования

Объект исследования: электрический ток.

Предмет исследования: фрукты и овощи.

Практическая значимость работы:

Фруктовые и овощные батарейки можно использовать дома или на даче для подсветки. Полученные мною результаты о живой природе можно продемонстрировать на уроках «окружающего мира», а знания об электрическом токе пригодятся в дальнейшей учебе.

 

 

 

Глава первая. Обзор литературы.

Что такое батарейка?

Батарейка – это удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для обеспечения энергией переносных устройств.

Разберемся, как устроена обычная батарейка. На уроках в школе мы пока не изучаем электричество, поэтому мне понадобилось найти интересующий меня материал в Интернете и в энциклопедии.

Из энциклопедии я узнал, что любая батарейка-это две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Металлические пластины имеют выходы «+» и «-». При подключении лампочки, начинается химическая реакция: в электролите от пластины «+» к пластине «-» потечет электрический ток. (Приложение № 1)

Между прочим изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала именно 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. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения. (Приложение № 2)

Изучая литературу, я узнал, что в процессе получения энергии для современной жизни человека страдает наша экология, то есть своими новыми изобретениями мы разрушаем природу нашей планеты. И сегодня учёные многих стран пытаются предложить для использования так называемые «зелёные» технологии.(Приложение № 3)

В мире известны случаи применения таких источников питания. В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей. В Австралии в 2003 году запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе.

Глава вторая. Практическая работа.

Изготовление модели батарейки

Родители подарили мне интересный набор-конструктор «Картофельные часы», где я нашёл почти все необходимые мне приспособления и приборы для изготовления батарейки из картофеля и наблюдения за напряжением. Кроме этого там была подробная инструкция по сборке батарейки. И я начал мастерить модель «зелёной батарейки». (Приложение № 4)

В наборе мне понадобились: электронные часы с проводами, соединительный провод, стаканы, цинковые и медные пластины, прозрачные ленты и мультиметр (который соединяет в себе амперметр - измеритель силы тока в амперах и вольтметр - прибор для измерения напряжения в электрических цепях).

По инструкции я взял 2 картофелины, которые и будут служить в роли моей «зелёной» батарейки. Каждая их них будет выступать в роли гальванического элемента и преобразовывать химическую энергию металла в электрическую. Картофель и металлические пластины из цинка и меди образуют батарею. Медь и цинк как электроды имеют разные свойства, что вызывает движение ионов между ними. Данный поток частиц является электрическим током. Картофель как электролит способствует свободному перемещению ионов между пластинами. Цинк как источник электронов представляет собой отрицательный полюс батарейки, а медь – положительный. Электрический ток потечёт по проводам между цинковой и медной пластинами и запустит часы. (Приложение 5)

По технике безопасности я прочитал, что часы из набора-конструктора нельзя подключать к обычным батарейкам или к электрическим розеткам, так как это может привести к удару электрическим током, поэтому я действовал точно по инструкции.

Собрав цепочку из проводов и картофеля, я приложил два свободных конца проволок к контактам прибора и увидел, что на приборе появились цифры. Я сделал вывод, что в цепи появилось напряжение, а значит, есть электрический ток.

 

Электричество во фруктах и овощах.

Мне показалось недостаточно провести наблюдение только на картофеле, и я захотел испробовать и другие фрукты и овощи. Я измерял мультиметром напряжение в яблоках, лимоне, луке и в газированной воде «Лимонад». (Приложение № 6)

Свои результаты эксперимента для наглядного сравнения я оформил в виде таблицы:

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

Альтернативные источники энергии. Овощи и фрукты

  • Участник: Сытенко Мария Александровна
  • Руководитель: Жеребцова Анна Ивановна

Цель данной работы - исследование электрических свойств овощей и фруктов.

I. Введение

Моя работа посвящена необычным источникам 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.

Слово «энергия» прочно вошло в обиходный словарь начала XXI в. человечество в последнее время сталкивается с дефицитом энергоресурсов. Грядущее истощение запасов нефти и газа побуждает ученых искать новые возобновляемые источники энергии

Возобновляемые источники сырья и способы получения из них энергии – магистральная тема многих университетских исследований. Лаборатория в Нидерландах изучает возможность получения электричества из растений, точнее, из корневой системы растений и из бактерий, находящихся в почве.1

Энергия солнца, энергия ветра, энергия приливов и отливов возобновляемым источникам энергии в последнее время всё чаще причисляют и растения. Ведь только зеленое растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза.

Один из альтернативных источников энергии – процесс фотосинтеза. Процесс фотосинтеза, протекающий в клетке растения, является одним из главных процессов. В ходе него происходит не только разделение молекул воды на кислород и водород, но и сам водород в какой-то момент оказывается разделенным на составные части — отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ядра. Так что, если в этот момент ученым удастся «растащить» положительно и отрицательно заряженные частицы в разные стороны, то, по идее, можно получить замечательный живой генератор, топливом для которого служили бы вода и солнечный свет, а кроме энергии, он бы еще производил и чистый кислород. Возможно, в будущем такой генератор и будет создан. Но для осуществления этой мечты нужно отобрать наиболее подходящие растения, а может быть, даже научиться изготавливать хлорофилловые зерна искусственно, создать какие-то мембраны, которые бы позволили разделять заряды.

Данные исследований лаборатории молекулярной биологии и биофизической химии МФТУ по созданию таких мембран показали, что живая клетка, запасая электрическую энергию в митохондриях, использует ее для произведения очень многих работ: строительства новых молекул, затягивания внутрь клетки питательных веществ, регулирования собственной температуры.. С помощью электричества производит многие операции и само растение: дышит, движется (как это делают листочки всем известной мимозы-недотроги), растет.

Цель моей работы – исследование электрических свойств овощей и фруктов.

Задачи:

  1. Экспериментально измерить и проанализировать силу тока и напряжение таких батарей.
  2. Провести исследования с гальванических элементов, изменяя ширину пластин, глубину их погружений, и расстояний между электродами.
  3. Испытайте разные комбинации последовательно соединённых продуктов и проанализируйте полученные результаты.
  4. Собрать цепь, состоящую из нескольких таких батареек и постараться зажечь лампочку, запустить часы.
  5. Изготовить прибор гальванометр для определения напряжения.
  6. Исследовать электропроводность овощей и фруктов, разных сроков хранения, используя свой прибор.

Объект исследования: фрукты и овощи.

Предмет исследования: свойства овощных и фруктовых источников тока.

Гипотеза: Так как фрукты и овощи состоят из различных минеральных веществ (электролитов), то они могут стать природными источниками тока.

Методы исследования: изучение и анализ литературы, проведение эксперимента, анализ полученных данных.

II. Основная часть

2.1 История создания батарейки

Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым ЛуиджиГальвани. 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 неверное2 истолкование. 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 батарейки в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами3.

2.2 Создание фруктовой батарейки

а) с использованием одного элемента

Для создания фруктовой батареи мы попробовали взять лимоны, яблоки, огурцы свежие и соленые, помидоры, картофель сырой и вареный. Положительным полюсом определили несколько блестящих медных пластин. Для создания отрицательного полюса решили использовать оцинкованные пластины. Конечно же, понадобились провода, с зажимами на концах. Ножом сделала в фруктах небольшие надрезы, куда вставила пластины (электроды). После соединения всех частей воедино у меня получилась фруктовая или овощная батарейка (рис. 1).

Рисунок 1

Название

Напряжение, В

Сила тока, А

Лимон

0,81

0,18

Яблоко

0,84

0,12

Огурец (свежий)

0,8

0,11

Огурец (соленый)

0,9

0,2

Картофель (сырой)

0,5

0,25

Картофель (вареный)

0,75

0,5

Вывод: Исследования показали, что наибольшее значение силы тока наблюдается у соленого огурца, сырого картофеля и лимона. Значения напряжения и силы тока в варёном картофеле в два раза больше, чем в сыром.

б) разные комбинации последовательного соединения элементов

Исследовала разные комбинации последовательного соединения элементов, фруктов и овощей (рис. 2).

Рисунок 2

Название

Напряжение, В

Сила тока, А

Лимон + огурец

1,68

0.7

Два лимона

1,4

0,5

Две картошки

1,62

0,5

Три картошки

2,2

0,5

2 огурца

1,01

0.6

Вывод: соединяя последовательно объекты исследования, выяснила, что вареный картофель, лимон-огурец, дают наибольшую разность потенциалов.

2.3. Исследования электропроводности овощей и фруктов во время хранения

Название

НоябрьI, мкА / m, г

ЯнварьI, мкА / m, г

картофель

50-45 /150

40-36/150

свекла

33-25 /208

23-20 /208

Давно известно, что все плоды растений представляют собой открытые системы биологического происхождения сложного физико-химического состава с характерными особенностями функционирования в течение всего их развития и хранения, а преобладающим компонентом является вода.

Следовательно в процессе хранения овощи и фрукты «усыхают», т.е. количество жидкости в них уменьшается, а содержание газов увеличивается, в результате чего электpопpоводность их тоже должна уменьшаться, в чем я убедилась проверяя в январе этого года. Считаю, что используя такие данные, легко отличить плоды нового урожая текущего года от плодов и овощей прошлого.

Вывод: Экспериментально было выявлено, что постепенно сила тока и напряжение уменьшаются. Оказалось, что величины силы тока и напряжения связаны с кислотностью продукта.

2.4. Возможность практического применения электрических свойств овощей

а) источник тока для часов

В ходе измерений попытались оценить возможность практического применения электрических свойств овощей.

От четырех последовательно соединенных вареных картофелин стали работать часы маленькие (рис. 3) и большие (рис. 4).

Рисунок 3

Рисунок 4

б) освещение

Зажглась лампочка (рис. 5).

Рисунок 5

в) зарядка телефона

Разряженный телефон я подключила к пяти, последовательно соединенным вареным картофелинам, телефон заработал (рис. 6).

Рисунок 6

г) подключение калькулятора

Вытаскивая медную и цинковую пластины из овощей и фруктов, мы обратили внимание на то, что они сильно окислились. Это значит, что кислота вступала в реакцию с цинком и медью. За счет этой химической реакции и протекал очень слабый электрический ток.

III. Создание прибора для определения свежести фруктов и овощей

а) самодельный гальванометр

Кусочек картона, обмотала 30 витками медного провода и расположила его таким образом, чтобы стрелка компаса находилась под витками, была им параллельна - это нулевое положение прибора. К концам проволоки я припаяла медную и цинковую пластину, их я буду погружать в исследуемый фрукт или овощ. Если к ним подсоединить источник тока, то вокруг витков проволоки, по которым пойдет ток, возникнет магнитное поле, взаимодействующее с полем магнитной стрелки, в результате чего она будет отклонятся от своего положения. Поворот стрелки пропорционален силе тока. Затем, шкалу этого прибора я проградуировала и в единицах напряжения, так как сила тока прямо пропорциональна напряжению, приложенному к выводам этого прибора. Поэтому для градуировки нашего прибора подсоединила новую батарейку с ЭДС = 1.5 В, стрелка отклонилась на 80 град, на 8 делений нашего компаса, одному делению компаса соответствует напряжение 0,188 В (рис. 7)

Рисунок 7

б) использование самодельного прибора

С помощью прибора я дважды проверяла картофель, свеклу и лук в погребе.

Показания моего прибора уменьшились.

Разные сорта картофеля показали различные изменения. Прибор можно использовать для определения качества овощей и фруктов. Возможно на рынке (рис. 8).

Рисунок 8

IV. Об использовании фруктов и овощей для получения электричества

Недавно израильские ученые изобрели новый источник экологически чистого электричества. В качестве источника энергии необычной батарейки исследователи предложили использовать вареный картофель, так как мощность устройства в этом случае по сравнению с сырым картофелем увеличится в 10 раз. Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, а вырабатываемое ими электричество в 5-50 раз дешевле получаемого от традиционных батареек и, по меньшей мере, вшестеро экономичнее керосиновой лампы при использовании для освещения.

Индийские ученые решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и меди. Новинка рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки необычных батареек. В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей. В Австралии в 2003 году запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе.4

Советы любознательным

Как добыть электричество из картошки?

У вас на даче нет электричества, но есть мешок картофеля. Из клубней картошки можно получить электричество бесплатно, все что нам понадобится, это соль, зубная паста, провода и картофелина.

Разрежьте её пополам ножом, через одну половинку проведите провода, в то время как в другой сделайте по центру углубление в форме ложки, после чего наполните её зубной пастой, смешанной с солью.

Соедините половинки картошки (к примеру зубочистками ), причем провода должны контачить с зубной пастой, а их самих лучше зачистить. Все! Теперь вы можете при помощи вашего генератора электричества устраивать пытки, зажигать костры от электрической искры и зажигать импровизированные лампочки с обугленными волокнами бамбука вместо нитей накаливания.

Как добыть электричество из фруктов?

Апельсины, лимоны и т.д., все это идеальный электролит для выработки электричества на халяву бесплатно, особенно если экстремальная ситуация застала вас недалеко от экватора. Помимо уже известных алюминия и меди, можно использовать более эффективные золото и серебро, доведя напряжение вашего электричества аж до целых 2 Вольт.

Если вы занимаетесь получением электроэнергии с целью освещения, то в качестве лампочки может служить стеклянная колба с кусочком обугленного бамбукового волокна в качестве нити накаливания. Эту кустарную нить накаливания использовал для первой лампочки в мире сам Эдиссон.

V. Выводы

Подводя итоги нашей работы можно с уверенностью сказать, что проведя эксперименты, мы, с одной стороны, убедились в том, что даже привычные нам предметы питания могут выступать в необычной роли. С другой стороны, мы убедились в выполнении законов физики.

  1. Фрукты и овощи могут служить источниками тока, если ввести в них медный и цинковый электроды.
  2. Экспериментально установлено, что величина тока в фрукте или овоще не зависит от его размера, а определяется наличием в нем растворов минеральных солей, видом электродов.
  3. Величины силы тока и напряжения связаны с кислотностью продукта и с разными комбинациями последовательно соединённых продуктов.
  4. В процессе хранения овощи и фрукты «усыхают», т. е. количество жидкости в них уменьшается, а содержание газов увеличивается, в результате чего электpопpоводность их тоже уменьшается.
  5. Фруктовые и овощные батарейки могут заменять карманные батарейки для освещения холодильника, погреба (банка с огурцами и электроды), а также в экстремальных ситуациях (отключение электричества).

1http://ru.euronews.com/2013/04/29/heats-shoots-and-leaves-electricity-from-living-plants

2Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике. 6–7 кл. – М.: Просвещение, 1978, с. 198

3ru.wikipedia.org›Гальванический элемент

4http://energetiku.jimdo.com/

rosuchebnik.ru

«Батарейки из овощей и фруктов как альтернативный источник энергии»

«Батарейки из овощей и фруктов как альтернативный источник энергии»

Просмотр содержимого документа ««Батарейки из овощей и фруктов как альтернативный источник энергии»»

Российская Федерация

Муниципальное образование город-курорт Анапа

 

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автор: Рябов Максим, учащийся 3 а класса

МБОУ средняя общеобразовательная школа №1

Руководитель: Колочкова Н.Ю.

 

 

 

Анапа, 2016

Исследовательский проект

«Батарейки из овощей и фруктов как альтернативный источник энергии»

Рассмотрим проблему, объект и предмет исследования

Проблема исследования

  • Возможность применения альтернативных источников энергии.

Объект исследования

  • Варианты использования альтернативных источников энергии.

Предмет исследования

  • Получение энергии от батареек из овощей и фруктов.

Рассмотрим цель, главные задачи и гипотезу исследовательского проекта

Цель

  • Выяснить, действительно ли овощи и фрукты могут служить источником энергии.
  • Возможно ли из овощей, фруктов и подручных материалов изготовить электрическую батарейку.

Главные задачи

  • Изучить возможность использования альтернативных источников энергии.
  • Выяснить , что такое энергия.
  • Изготовить варианты альтернативных источников энергии из овощей и фруктов.
  • Определить силу тока альтернативных источников энергии.

Гипотеза проекта

  • Разные овощи и фрукты дают разный по силе ток.
  • Чем больше овощей и фруктов в электрической цепи, тем больше будет мощность нашей батарейки.
  • Предположем, что возможна замена батареек альтернативным источником энергии (батарейками из овощей и фруктов).

Рассмотрим различные виды получения энергии, способы ее применения и использования

  • Солнце – энергия Земли

Потребителями энергии являются:

Погодными явлениями Земли рождается:

Солнечные батареи

Выработанное

тепло позволяет:

Энергия ветра

создавать пищу – энергию для человека

  • Гидроэлектростанция – вырабатывает электроэнергию
  • Применение вырабатываемой энергии
  • Схематически изображенная электрическая цепь
  • Батарейка в разрезе

Рассмотрим порядок проведения исследования

Используемые материалы

  • картофель
  • морковь
  • репчатый лук
  • яблоко
  • лимон
  • медная проволока
  • цинковые заклепки
  • медные пластинки
  • прибор для измерения

Рассмотрим подготовку материалов для исследования

  • подготовка материала
  • подготовка материала
  • подготовка материала
  • подготовка материала

Измерим силу тока вырабатываемого отдельно каждым овощем и фруктом

  • измерение силы тока вырабатываемого репчатым луком
  • измерение силы тока вырабатываемого картофелем и морковью
  • измерение силы тока вырабатываемого лимоном и яблоком

Измерение силы тока вырабатываемого цепью из овощей и фруктов

  • измерение силы тока вырабатываемого цепью из картофеля (3 шт.)
  • измерение силы тока вырабатываемого цепью из разных овощей и фруктов

Занесем результаты измерения силы тока в таблицу

Результаты измерения сила тока

Название овоща (фрукта)

Сила тока, мА

лук репчатый

0,066

картофель

0,035

морковь

0,036

лимон

0,014

яблоко

0,036

Результаты измерения сила тока

Название овоща (фрукта)

Сила тока, мА

цепь из 3-х шт. картофеля

0,105

цепь из разных овощей и фруктов

0,187

Проведем анализ исследования

Анализ результатов

  • Батарейки из овощей и фруктов дают очень слабый ток в цепи.
  • Значения сил тока разных овощей и фруктов различаются.
  • Значение силы тока зависит от кислотности продукта.

Благодарю за внимание!

kopilkaurokov.ru






23.10.2014
14.10.2014
13.10.2014
Статьи

  
Vershok-Koreshok | Все права защищены © 2018 | Карта сайта