Исследовательский проект "Батарейка из фруктов и овощей"

МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДНЯЯ (ПОЛНАЯ) ШКОЛА п.ЛЫХМА»

Проект в номинации «Первые шаги»

Тема проекта:

«Батарейка из фруктов и овощей»

Автор проекта:

Шевцов Кирилл Сергеевич

2 класс

Научный руководитель проекта:

Постнова Светлана Юрьевна

Должность: учитель начальных классов

п.Лыхма

2014 год

СОДЕРЖАНИЕ

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

Глава I. Батарейка – источник тока ……………………………………………………….4

1. Как работает батарейка……………………………………………………………..4

2. Успехи ученых в создании фруктовых батареек……………………………………….4

Глава II. Мои исследования………………………………………………………………   5 - 6

2.1. Исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов……. ….. 5

2.2. Собственные опыты по созданию батарейки из фруктов и овощей…………………   5 - 6

Заключение….…………………………………………………………………………………….7

Список используемых источников информации…………………………………………….8

Приложение ………………………………………………………………………………......9-12

ВВЕДЕНИЕ

Моя работа посвящена необычным источникам энергии. Она появилась благодаря увлечению книгами и желанием мастерить поделки.

Впервые о нетрадиционном использовании фруктов я прочитал в книге Николая Носова. По замыслу писателя, Коротышки Винтик и Шпунтик, жившие в Цветочном городе, создали автомобиль, работающий на газировке с сиропом.

И тогда я подумал, а вдруг овощи и фрукты тоже хранят какие-нибудь секреты. Мне захотелось узнать как можно больше о необычных свойствах овощей и фруктов.

Цель проекта: получение электрического тока при помощи фруктов и овощей.

Задачи:

• изучить литературу, интернет-ресурсы по теме исследования;
• ознакомиться с принципом работы батарейки;
• провести исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов;
• провести эксперимент по созданию батарейки из фруктов и овощей;
• сделать выводы по результатам исследований;
• подготовить презентацию проекта и выступить с докладом на школьной научно-практической конференции.

Объект исследования – электричество, предмет исследования - источник тока.

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

Методы:

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

Предполагаемый результат работы над проектом:

1. Получение источника тока из овощей и фруктов.
2. Создание презентации на тему «Батарейка из овощей и фруктов».

По своей структуре работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы, приложения, презентации.

ГЛАВА I. Батарейка – источник тока

1. Как работает батарейка

Батарейка – это удобное хранилище электричества, которое может быть использовано для обеспечения энергией переносных устройств. Некоторые батарейки предназначены для одноразового использования, другие можно перезаряжать.

Батарейки бывают разнообразной формы и размеров (Приложение 1). Некоторые – маленькие, как таблетка. Некоторые – величиной с холодильник. Но все они работают по одному принципу. В них создается электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них другому. Такими химическими веществами являются цинк и медь. Цинк – отрицательный полюс. А медь –  положительный полюс. Когда в цепи есть светодиод, то электрический ток вызывает его свечение (Приложение 2).

Между прочим,  изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала на основе фруктового сока. Алессандро Вольта (Приложение 3) в 1800 году сделал открытие, собрав нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает разность потенциала. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения.

2. Успехи ученых в создании фруктовых батареек

Ученые утверждают, что если у вас дома отключат электричество, вы сможете некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов.

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 настенные часы, а для ручных часов хватит одной такой батарейки.

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.

ГЛАВА II. Мои исследования

2.1. Исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов

Я решил провести исследование, чтобы выяснить, какие  фрукты и овощи могут быть использованы в качестве батарейки. Для создания гальванического элемента нам понадобится цинковая пластина, медная проволока, фрукт или овощ.

В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина действует как отрицательный электрод, а медная проволочка – как положительный. Электролитом (проводящая ток жидкость) является сок фруктов и овощей (Приложение 4).

Мною были сделаны гальванические элементы из различных овощей и фруктов: лимон, яблоко, картошка, лук, свекла, помидор. В каждом элементе был сделан замер напряжения с помощью мультиметра. В результате измерений оказалось, что лимон дает самое высокое напряжение, а лук самое низкое. Такой овощ, как свекла, вообще не дает напряжение. Самым же неожиданным оказалось, что обычная картошка тоже дает достаточно высокое напряжение (Приложение 5).

2.2. Собственные опыты по созданию фруктовой и овощной батареек

Изучив напряжение, которое дают овощи и фрукты, я приступил к изготовлению фруктовой батарейки. Прежде всего, приготовил все необходимые материалы и приборы:

лимоны (лайм тоже подойдет);

кусочки медной проволоки;

оцинкованные пластинки или винты;

провода (желательно с зажимами    на концах);

небольшой нож;

мультиметр (Приложение 6);

светодиод.

Как же изготовить батарейку?

Сначала надо  помять лимон. Надавливать пальцами и катать его надо до тех пор, пока он не станет мягким. Это делается для того, чтобы внутри лимона появился сок. Этот шаг очень важен – от него зависит эффективность нашего эксперимента.

С одной стороны вкрутить в лимон оцинкованный винт приблизительно на треть его длины. С другой – кусочек медной проволоки.

Лимон работает как батарейка: медь – положительный (+) полюс, а свинцовая пластина или винт – отрицательный (-). К сожалению, это очень слабый источник энергии. Но его можно усилить, соединив несколько лимонов. Вставить таким же образом оцинкованные винты и медные кусочки проволоки  в другие лимоны. Затем подключить провода и зажимы, соединить лимоны таким образом, чтобы винт первого лимона подключался к медной проволоке второго и т.д. И, наконец, цепь замкнуть.

Как же теперь  убедиться в том, что батарея работает?

Один из способов – подключить к ней устройство мультиметр, которое позволит измерить напряжение батареи.

Другой способ – приложить два свободных конца проволок к контактам светодиода (лампочки), он загорится (Приложение 7). Используя батарейку-лимоны, мне также удалось заставить работать  электронные часы.

Но будет ли гореть лампочка, если  источник тока сделать из картофеля?  
Я взял лампочку на  3,5 В и 0,26 А. Одна картофелина дает напряжение порядка 0,5 В. Значит, от одной лампочка не загорится. Но я знаю, что если соединить несколько фруктовых или овощных батареек последовательно, это увеличит напряжение пропорционально количеству взятых фруктов или овощей. Поэтому в нашем случае мне необходимо как минимум семь картофелин.

Лампочка не загорелась. Не загорелась она и при большем количестве картофелин. Это вполне объяснимо, ведь токи в такой цепи очень слабы и недостаточны.

Заменим лампочку на светодиод (1,5 В). Экспериментируя с разным количеством картофелин, я добился, чтобы светодиод загорелся. Картофелин было семь (Приложение 8).

Итак, эксперимент завершился. Я убедился, что из фруктов и овощей можно сделать батарейку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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

Я научился определять напряжение  внутри «вкусной» батарейки и силу тока, создаваемую ею. Исследования показали, что лучшими источниками электрического тока являются лимон, картофель, лук репчатый.

А еще я убедился в том, что физика - наука экспериментальная. Я учился делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Мне очень понравилось ставить эксперименты самому, оценивать получившийся результат. Я заметил, что не всегда эксперимент удается, хотя теоретически все должно было бы получиться. Например, мне не удалось зажечь лампочку в 3,5 В, поэтому буду пробовать еще, пока не добьюсь результата.

Порой и не представляешь, сколько интересного происходит вокруг тебя. Нужно только оглянуться, обратить внимание, а затем провести исследование и ответить на интересующие вопросы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1. Энциклопедический словарь юного физика. -М.: Педагогика, 1991г
2. Энциклопедии «История открытий» серии «Росмэн»
3. http://www.wikipedia.org
4. http://dev.planetseed.com/ru/node/28491
5. http://chemistry-chemists.com/Video/Fruit-battery.html
6. http://lemonlife.ru/kreativ_iz_limonov/batarejka_iz_limona
7. http://gadgetforgeek.com.ua/sdelat-gadget-svoimi-rukami-fruktovye-chasy

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Батарейки разнообразной формы и размеров

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Результаты измерений:

Как работает батарейка

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Алессандро Вольта (1745 - 1827)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Самодельный гальванический элемент

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов

 Результаты  исследований:

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Мультиметр

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Эксперимент по изготовлению фруктовой батарейки

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

Эксперимент по изготовлению овощной батарейки

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Зарядка для батареек

Если батарейка в ваших наручных часах или калькуляторе иссякла в самый неподходящий момент (а так обычно и бывает), воспользуйтесь таким  способом по восстановлению ее сил. Для этого большую и полную энергии батарейку на 1,5 В (например, из фонарика) соедините с маленькой и обессилевшей, обязательно проследив, чтобы плюс подсоединялся к плюсу, а минус к минусу. При этом можно обойтись без проводов.

Уже через 10—15 минут зарядки маленькая батарейка начнет «оживать» и сможет питать ваши часы несколько часов. Но для того чтобы батарейка зарядилась лучше,  рекомендуется оставить их наедине на ночь. За это время реанимируемая батарейка получит такой «заряд бодрости», что ваши электронные часы смогут проходить еще несколько месяцев. Причем батарейка-донор может снова занять свое место в фонарике.

Предупреждение! Если маленькая 6атарейка имеет напряжение 3 В, то для её зарядки надо использовать две включенные последовательно батарейки по 1,5 В. Для батареек с номинальным напряжением 1,25 В этот способ зарядки использовать не рекомендуется.

Реанимация обессилевшей батарейки