проектная работа "Экологические вольты"

«Экологические вольты»

Введение:

Электричество окружает меня повсюду. Как часто я слышу «Осторожнее с электричеством!» А как появилось – это электричество? Кто его придумал? Столько вопросов! Я хочу понять, как появляется электричество в природе.

Цель работы: получить энергию в домашних условиях, предложить ресурсы для добычи экологической энергии.

Задачи:

1.Изучить материал по теме «Экологические вольты»

2. Провести эксперимент с «апельсиновой батарейкой».

3. Предложить новые ресурсы добычи экологический энергии.

 Гипотеза: 

возведение новых экологических  станций вытеснит все существующие на сегодня    ТЭЦ, АЭС,ГЭС и улучшит экологию.

Большинство приборов, придуманных человеком за последние 100 лет, работают с помощью  электричества. Оно стало символом прогресса – без него никогда бы не появились ярко освещённые улицы городов, компьютеры,  стиральные машины и даже карманные фонарики. В современном мире электричество получается с помощью электрических станций, вырабатывающих электроэнергию. Самые распространённые электростанции – атомные электростанции (АЭС),гидроэнергетические (ГЭС), тепловые электростанции (ТЭС), ветроэлектростанции (ВЭС).

История электрической батарейки

С чего же началась история электрической батарейки ? Самая первая электрическая батарейка в истории человечества работала на цитрусовом соке. В 1800 году итальянский ученый Алессандро Вольта собрал это уникальное устройство: две пластины, цинковая и медная, а между ними – кожаная прокладка, пропитанная соком цитруса!

Всем хорошо известно, что кислота – это отличный проводник электричества.

Открытие Алессандро Вольта – было огромной заслугой, но даже она не была главной. Заметив, что прослойка из влажной ткани (особенно если пропитать её раствором соли, или кислоты) может усилить электризацию пары различных металлов, Вольта пришел к своему самому важному изобретению. Поняв, что из пары металлов, разделённых такими прослойками, можно составлять эффективные цепочки, он положил начало нового развития не только в физике, но и в технике. К сожалению  ни один из этих примитивных элементов не дожил до наших дней. Но мы попробуем повторить научное открытие Вольта и найти ему современное употребление в нашем мире.

Экспериментальная часть

Принцип работы нашего научного эксперимента состоит в том, что электроды      ( пластины), помещённые в кислую среду отлично пропускают ток. На основе этого известного факта попробуем подключить к работе электронные часы. Для  примера мы взяли апельсины, содержащие по своему химическому составу слабую кислоту. Медные, цинковые, алюминиевые и латунные пластины служат нам электродами, между которыми мы и пустим ток. И так, нам понадобилось:

-3 апельсина (средней кислотности);

-2 медные пластины;

-2 цинковые пластины;

- 1 алюминиевая пластина;

-1 латунная пластина

 - обычные электронные часы с проводками.

Разъяснение на примере:

Сделав по 2 прорези в каждом апельсине, вставляем в них  электроды (пластины).В первый –цинковый и медный, в следующий цинковый и медный, в последний цитрус –латунный электрод и алюминиевый. Подключаем к двум крайним электродам « апельсиновой батарейки» провода, идущие от часов.

После закрепления последнего электрода остаётся наблюдать за часами и ценить время. Время работы такой батареи довольно долгое.

Сравнение:

Батарея – устройство для накопления энергии, или по-другому автономная химическая система, производящая электроэнергию - портативный источник питания для фонариков, видеокамер, ноутбуков.

Каждый из этих приборов выдвигает свои требования к источникам питания. В итоге элементы отличаются не только размерами, формой, ценой, но также и химической технологией. Глядя на эксперимент с электронными часами, можно сделать вывод, что все они основаны на химических реакциях, работающих по одному и тому же принципу.

Можно ли зарядить мобильный телефон? Попробуем всё тот же принцип работы Вольта. Берём апельсины, оцинкованные шурупы и медные пластинки.

Апельсины немного мнутся, вставляется шуруп, и рядом вставляется медная пластина. Берём мультиметр,  и обнаруживаем - разница потенциалов будет почти 1 вольт! Но ток будет слишком маленький. Плюс, если долго подержать мультиметр, увидим, как напряжение  садится.

Теперь берём и последовательно соединяем апельсины. Нам понадобилось 12 апельсинов для толчка!!! В каждый вставляем шуруп, и медную пластинку. Пластинку присоединяем к шурупу из другого апельсина, и так далее. Для быстрой и идеальной зарядки мобильного телефона понадобится 50 штук апельсинов. Вольтметр будет показывать не 5 вольт, необходимых для заряда, а 10 вольт - после подключения нагрузки всё просядет. Апельсины - источник тока, с весьма высоким внутренним сопротивлением.

Теперь техническая сторона вопроса, как подключить мобильный телефон? Берётся провод зарядки на USB, и ответная часть к нему. Используется разъем  USB, выпаянный от матрицы. Можно использовать отрезанный удлинитель USB. Главное не перепутать полярность. По этому принципу работают все современные батареи.

Электрическая система - практическое применение в жизни.

Человечество развивалось, росла его численность и вместе с этим открывались одна за другой электростанции. Подавляющее большинство электростанций используют для своей работы энергию вращения вала генератора. Всем хороши  электростанции: и выбросов мало, и источник энергии возобновляемый. В отличие от солнечных и ветряных генераторов, они практически не зависят от погоды. Если б только не их размеры: возведение и поддержка этих гигантов крайне дороги, они вызывают затопление ценнейших плодородных земель, и в итоге плохо влияют на окружающую среду.

Большие станции ГЭС требуют огромных плотин и водохранилищ, вынуждая переселяться целые поселки и города, тогда как экологические станции  могут незаметно и безопасно использоваться в любом месте – и в тихом лесном уголке, и в загрязненной реке, текущей через большой мегаполис. Они безопасны даже для рыб, поскольку вращение турбины происходит довольно медленно, а формирующийся перед ней фронт волны не дает живущим в воде созданиям попасться внутрь.

В ближайшие годы сразу 16 государств намерены запустить экспериментальные установки для выработки энергии из океана. Суммарная мощность морских агрегатов превысит 1,8 ГВт, что примерно соответствует выходу при работе современного атомного реактора. Первая установка может заработать уже в 2026 году. Об этих планах стало известно из специального доклада глобального Исследовательского центра по новым видам энергии. Специалисты центра считают именно это направление наиболее перспективным.

         В октябре 2009 г. вблизи береговой линии Австралии была смонтирована принципиально новая с технологической точки зрения волновая электростанция. Уже в этом году установка была соединена с общеавстралийской энергосетью. Мощность ее невелика - около 2,5 МВт, но первый шаг сделан, система работает.

Заключение:

1. От создания первой батарейки до полного развития энергоиндустрии прошло более двухсот лет.
2. Экологические технологии важны для жизни человека.
3. Развитие различных производств требует большого потребления энергии.
4. Малые источники энергии помогут людям в отдаленных от города местах использовать экологическую энергию для улучшения жизни.

Вывод исследования:

1. Энергию на Земле можно добывать из самых необычных источников.
2. В самой тяжелой ситуации, вдали от источников энергии можно создавать из подручных материалов батареи для зарядки электроприборов.
3. Создание и развитие новых электростанций не только улучшит экологию, но и сбережет ресурсы Земли.

Литература:

1. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Часть 1. Биография физики. Путешествие в глубь материи. Механическая картина мира / Глав. ред. В.А. Володин. — М.: Аванта+, 2000. — 448 с.
2. Котова Ирина «Откуда в наш дом приходит электричество?»
3. http://www.internet-school.ru