Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа № 9 имени Ивана Ткаченко»

ПРОЕКТ

по физике

ТЕМА

«Фруктовые батарейки»

г. Ярославль, 2019

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................... 3-4с.

I.Раздел 1. Батарейка-источник энергии        5-7с.

1. История создания первой батарейки        5с.

2. Принцип работы батарейки        5-6с.

3. Типы батареек по размеру        6с.

   4. Как выбрать бытарейку?...............................................................................7с.

II.Раздел 2. Батарейки из фруктов и овощей        8-11 с.

1. Эксперименты по созданию батареек        9с.

2. Результаты измерений        8-10с.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        11с.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        12с.

ПРИЛОЖЕНИЕЯ

ВВЕДЕНИЕ

Тема проекта и её актуальность:

   Тема проекта «Фруктовые батарейки» и его продукт (батарейки из фруктов и овощей) имеют для меня особый интерес, я считаю, что выработка тока из органических элементов не полностью изучена.

   Я задумался: «А что-же будет, когда все ресурсы на Земле закончатся, что делать дальше?» Поэтому я хочу доказать, что энергию можно получить не только из источников, которые нам сейчас известны, но ещё из фруктов и овощей! 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.

Цель: Исследовать возможности получения электрической энергии из фруктов

Задачи:

          1. Изучить литературу, интернет ресурсы по теме исследования

2.Ознакомиться с принципом работы батарейки, с историей её создания

3.Провести исследования

4.Сделать выводы по результатам исследования

Гипотеза: Из фруктов и овощей можно получить батарейку!

Этапы работы над проектом:

Методы и приемы исследования (работы над проектом):

1. Изучение и анализ литературы

2. Поиск интернет-ресурсов

3. Наблюдение

4. Анализ, сравнение и обобщение полученной информации

Раздел I. Батарейка-источник энергии.

1. История создания первой батарейки.

   Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. 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 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 элементами.

2. Принцип работы батарейки.

   Устройство батарейки несложное, но без нее трудно представить современную жизнь. Она применяется повсеместно во многих бытовых приборах. С данными источниками питания знакомы даже маленькие дети, ведь все электронные игрушки работают от них.  А вот как работает батарейка и из чего она сделана, знают далеко не все. На прилавках магазинов представлено множество различных видов батареек. У них есть небольшие различия, но вот работают они все по одной схеме. Каждая из них имеет в своем строении несколько элементов, состоящих из: положительного полюса – анода (цинк); отрицательного полюса – катода (марганец); электролита – сухого или жидкого. Вот эти три компонента батарейки и определяют ее состав (приложение 1). Принцип работы устройства такой: происходит поступление электрического тока с положительного заряда (анода) на отрицательный (катод). При этом важно помнить, что необходимо присутствие нагрузки: лампочки, двигателя, диода или какого-либо иного элемента. Отсутствие нагрузки во время соединения «плюса» с «минусом» грозит коротким замыканием. Катоды выступают восстановителем. Они получают электроны от поступившего анода. Электролит представляет собой среду для передвижения ионов, образовавшихся в результате химических реакций.

3. Типы батареек по размеру.

   Можно заметить, что размеры батареек тоже разные. По форме они бывают цилиндрическими и дисковыми. Первый вид более распространен. Существует классификация американская и европейская, которая нам привычнее. В таблице (приложение 2) приведем соотношение маркировки к диаметру, типу и виду батарей. Все батарейки имеют маркировку и отличаются по емкости, стоимости и внешнему виду. При покупке нужно на многое обращать внимание, чтобы не приобрести некачественный аккумулятор. Ведь такой элемент прослужит очень короткое время, а в некоторых случаях может нарушить функциональность прибора. В зависимости от маркировки и номера на аккумуляторе можно с точностью сказать, подойдет вам этот элемент питания или нет. На большинстве батареек указан состав электролита (приложение 1), то есть производитель не скрывает, солевая или щелочная это батарейка.

4. Как выбрать батарейку?

   В современном разнообразии видов батареек и их названий можно потеряться. Все они имеют разную стоимость, которая зависит от бренда, состава аккумулятора, его вида и мощности выдаваемого напряжения. При покупке обратите внимание на такие детали:

1) Вид элемента питания 

   Если вам нужна батарейка для часов, возможно, стоит обойтись дешевой солевой. Но если вы не хотите ее менять каждые полгода, то берите щелочную. В мощные приборы приобретайте литиевые элементы питания.

2) Срок годности

   Все батарейки склонны к саморазряду, только у солевых это сильно заметно, а у других видов — нет. В любом случае, если вы купите аккумулятор со свежим сроком изготовления, то и прослужит он дольше.

3) Нужное вам напряжение

   Дисковые гальванические элементы способны выдавать от 1,5 до 3 В. Этого достаточно для бесперебойной работы наручных часов или маленького карманного фонарика. Пальчиковые же способны создавать напряжение 4-6 В.

4) Фирма-производитель 

   Иногда лучше заплатить за бренд, чем чинить устройство из-за потекшего элемента питания. К тому же, многие компании дают гарантию на свою продукцию. В таком случае не выбрасывайте чек с датой и упаковку.

Раздел II. Батарейки из овощей и фруктов.

1. Эксперименты по созданию батареек

   Для создания батарейки мне понадобились следующие материалы:

1) Цинковые пластины

2) Медная проволока

3) Фрукты и овощи

4) Мультиметр - прибор для измерения силы тока и напряжения

   В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина (оцинкованная проволока) действует как отрицательный электрод, а медная проволочка – как положительный. Электролитом (жидкость проводящая ток) является сок фруктов и овощей. Я вставил цинковые и медные электроды в один лимон, подключив мультиметр. Напряжение - 0,84 В. Далее я подсоединил два лимона последовательно. У такой батарейки напряжение показывает - 1,74 В. Затем тоже самое сделал с 4 и 5-ю лимонами. Эти эксперименты повторил с яблоком, апельсином и с сырым и вареным картофелем. Результаты измерений занес в таблицу и построил графики, смотреть (приложения). Для того, чтобы продлить жизнь батарейки надо дополнительно помять фруктовые элементы (для появления сока) или сделать новые надрезы для электродов.  В результате измерений оказалось, что практически все эти фрукты и овощи дают достаточно высокое напряжение. Самым же неожиданным оказалось, что обычная картошка тоже дает достаточно высокое напряжение. Меня удивило, что фрукты и даже овощи дают электричество! Ведь обычная пальчиковая батарейка, от которой работают часы даёт 1,5 Вольта!

Итак, гипотеза нашла своё подтверждение: фрукты и овощи являются источником электрического тока.

2. Результаты измерений

   Первый эксперимент я провёл с яблоком. Измерение напряжения на одном яблоке показало – 1,1В. Два яблока дают напряжение – 1,9В. Из четырёх яблок можно получить напряжение – 3,8В. Измерения на пяти яблоках показали напряжение – 4,6В. Все измерения я указал на графике 1 (приложение3).            

   Второй эксперимент проводился с лимоном. Измерение напряжения на одном лимоне показало – 0,85В. Два лимона дают напряжение – 1,74В. Из четырёх лимонов можно получить напряжение – 3,58В. Измерения на пяти лимонах показали напряжение – 4,31В. Все измерения я указал на графике 2 (приложение 3).  

   Третий эксперимент был проведен с апельсином. Измерение напряжения на одном апельсине показало – 1В. Два апельсина дают напряжение – 1,8В. Из четырёх апельсинов можно получить напряжение – 3,5В. Измерения на пяти апельсинах показали напряжение – 4,49В. Все измерения я указал на графике 3 (приложение 4).  

   Четвертый эксперимент я проводил с сырым картофелем. Измерение напряжения на одном сыром картофеле показало – 1,07В. Два сырых картофеля дают напряжение – 2,07В. Из четырёх сырых картофелин можно получить напряжение – 4,06В. Измерения на пяти сырых картофелинах показали напряжение – 4,96В. Все измерения я указал на графике 4 (приложение 4).  

   И последний пятый эксперимент проводился с вареным картофелем. Измерение напряжения на одном вареном картофеле показало – 1,06В. Два вареных картофеля дают напряжение – 2В. Из четырёх вареных картофелин можно получить напряжение – 3,8В. Измерения на пяти вареных картофелин показали напряжение – 4,8В. Все измерения я указал на графике 5 (приложение5).

   Из всех проведенных экспериментов я вывел гистограмму измерений и выяснил, какие овощи и фрукты дают наибольшее напряжение, при последовательном соединении 5 фруктов или овощей (приложение 5).

   В выведенной гистограмме видно, что наибольшее напряжение при последовательном соединении фруктов и овощей дают 5 сырых картофелин, а наименьшее напряжение дают 5 лимонов.

Вывод: Работы выполнена успешно, все задачи достигнуты, батарейка из фруктов и овощей получена!

Заключение

1. В ходе работы мы планировали создать продукт- батарейку, с помощью которой можно будет зажечь мини-лампочку.

2. Перед собой мы ставили цель- исследовать возможности получения электрической энергии из фруктов.

3. При выполнении работы все задачи были успешно выполнены.

4. Методы и приёмы были удачно использованы.

5. Все этапы проекта завершены.

6. Результат получен, нам удалось создать батарейку из фруктов и овощей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Нормативно-правовые акты

1.Конституция Российской Федерации. - М.: Эксмо, 2013. -63 с.

Научная и учебная литература (книги, учебные пособия, справочники, статьи в журналах)

2.Власов, О.И. Толковый словарь О.И. Власов. – М.: Дрофа, 2010. -1020 с.

3.Иванов, К.И. Основы права: учебник для вузов / К.И. Иванов. - М.: Дрофа,2012. – 256 с.

4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Заглавная

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гальванометр 

6. https://daju-spravku.ru/kak-ustroena-batarejka-printsipy-raboty.

7. https://batteryk.com/ustrojstvo-batarejki 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

рис.1-состав батарейки

рис.2-виды батареек

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

таблица 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

график 1

график 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

график 3

график 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

график 5

гистограмма 1

ПАСПОРТ ПРОЕКТА