Природное электричество Познавательный проект с элементами исследования
проект

Муниципальное автономное дошкольное образовательное учреждение города Нягани «Детский сад № 5 «Дубравушка»

Природное электричество

Познавательный проект с элементами исследования

                                                                            Участник:

                                                                            Колесов Дмитрий Александрович

                                                                                                           Подготовительная группа

                                                                             №14 «Теремок»

                                                                             Руководители:

                                                                             Рыбченкова Олеся Вячеславовна,

г. Нягань 2023г.

Оглавление

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

Oсновнaя чaсть ……………………………….............................................        5

Практическая часть………...........................................................................        7

Зaключeниe…………………………………………………………………        9

Cпиcoк литeрaтуры…………………………………………………………10 Приложение………………………………………………………………....11                                        

Bвeдeниe

Aктуaльнocть:

В наше время люди используют много энергии, поскольку они придумывают всё больше и больше новых изобретений. Взаимоотношения человека и природы очень сложные и напряжённые. Люди ощущают, как меняется климат земли, меньше остаётся чистых, нетронутых лесов, озёр и рек. Тяжело дышится от выхлопных газов на улицах наших городов. Люди встревожены и понимают, что природа не безгранична. Но экологические проблемы можно решить с помощью природного электричества.

Прoблeмa:

Но не все мои друзья знают о существовании природного электричества.  Идея моего проекта узнать, что такое природное электричество, раскрыть его возможности, найти альтернативные источники энергии, которые не загрязняют окружающую среду.

Гипотезы исследования: 

Если электростанции получают электрический ток, используя природные ресурсы, то возможно ли получение тока с помощью других необычных источников, а именно, что различные фрукты и овощи, земля и вода могут служить источниками электричества.

Продолжительность проекта:

Исследовательский проект реализуется в период с 15.11.2022 года по 15.02.2023 года.

Объект исследования:

Природное электричество.

Предмет исследования:

Способность добыть электрический ток из земли, овощей и фруктов.

Методы исследования:

• анализ литературы;
• выполнение эксперимента по теме исследования;
• анализ, сравнение и обобщение полученной информации.

Продукты проекта:

• публичная защита проекта;
• проведение эксперементов;

Цель:

Выявление различных способов получения электроэнергии и экспериментальное подтверждение некоторых из них.

Задачи исследования:

• изучить литературу по данной теме
• найти из научных источников историю открытия электричества
• узнать, что такое природное электричество
• провести эксперимент по получению электричества из овощей фруктов в домашних условиях.

Новизна работы:

Альтернативные источники энергии: возможности и перспективы их использования – одна из важных тем на сегодняшний день. Альтернативная энергетика, построена на использовании возобновляемых источников энергии, может стать той путевой звездой, которая решит проблему экологии и исчерпаемости топливных ресурсов земли.

Практическая значимость исследования:

Однажды дома, посморев мультфильм «Фиксики. «Электрочайник» и мне стало интересно, как же раньше люди жили без электричества, откуда оно произошло и что будет, если вдруг элекстростанция остановится. С этим вопросом я обратился к воспитателям Олесе Вячеславовне и Марие Викторовне и мы решили проветси исследование «Пиродное электричество».

Перспектива исследования: 

Изучение данной темы позволит больше узнать об окружающем нас мире.

Oсновнaя чaсть

История открытия электричества

Из энциклопедии я узнал, что энергетика зародилась много миллионов лет назад, когда люди только научились добывать огонь: они охотились с помощью огня, получали свет и тепло. Еще я узнал, что древние греки очень любили украшения из янтаря. Они замечали, что потёртый мехом или шерстью кусок янтаря притягивает к себе лёгкие тела, например, пылинки. Они даже научились использовать это явление – для удаления пыли с дорогих одежд. Янтарь греки называли за его цвет и блеск «солнечный камень» по-другому «электрон», так эти свойства начали называться электрическими.

С мамой мы сходили в библиотеку, где просмотрели книги про историю открытия электричества и про природное электричество. Вот что я узнал из книг. В 1729 году Стефан Грей обнаружил, что некоторые металлы могут проводить ток. В 1733 году француз Дю Фэй открыл положительные и отрицательные электрические заряды. В 1800 году итальянский физик Алессандро Вольта изобрел – первый источник постоянного тока. В области электричества занимался и наш ученный Василий Перов. Он в начале XIX века открыл вольтову дугу. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский инженер Александр Николаевич Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания.

Источники электрического тока

В нашем веке существуют различные виды источников энергии, при помощи которых мы можем получить электричество:

Уголь и нефть: уголь – это окаменевшие остатки растительности, которая покрывала нашу планету много миллионов лет назад. Нефть - образовалась из остатков древнейших морских организмов. Нефть и уголь сжигают, чтобы получить энергию, которая приводит в движение разную технику.

Энергия ветра: энергию ветра тоже используют очень давно. Ветер гнал по волнам парусные корабли. Ветряные мельницы мололи зерно. Сейчас ветряные станции вырабатывают электричество в отличие от тепловых электростанций, где сжигаются нефть и уголь, ветряные станции не загрязняют воздух. Ветер приводит в движение лопасти, которые вращают турбогенератор, вырабатывающие электричество. Затем электроэнергия по кабелю передается потребителям.

Энергия воды: в старину на многих реках стояли водяные мельницы. Вода вращала колесо и молола зерно. Сегодня на реках строят большие гидроэлектростанции с мощными турбогенераторами. Реки перекрывают плотинами, чтобы создать запас воды для электростанций.

Потоки воды устремляются через специальные стоки в плотине и вращают лопасти турбогенераторов. Электроэнергия передается по силовым кабелям.

Солнечная энергия: благодаря солнцу, мы получаем огромное количество энергии. Она используется для получения электричества и для обогрева. Солнце – неиссякаемый источник энергии: когда в недрах нашей планеты не останется ни нефти, ни угля, солнце по-прежнему будет сиять над землей. Солнечные батареи преобразуют энергию солнца в электричество. А солнечные водонагреватели обеспечивают дом горячей водой.

Биореактор: при гниении бытовых отходов выделяется газ, который называется «метан». Этот газ загрязняет воздух, однако его можно собирать, а затем сжигать на тепловых электростанциях также, как уголь и нефть. Такие электростанции называются «биореакторы». Человек производит так много мусора, что рядом с некоторыми большими городами не хватает места для мусорных свалок. В биореакторах мусор разлагается гораздо быстрее – значит, понадобится меньше свалок.

Электричество в природе

Какое-то время считалось, что электричество в природе не существует. Однако после того как Бенджамин Франклин установил, что молнии имеют электрическую природу возникновения, это мнение перестало существовать.

Значение электричества в природе, как и в жизни человека огромно. Рассмотрим несколько примеров: существуют некоторые виды рыб способны производить электрический ток. Разряды электрического тока они применяют для охоты, для защиты от врагов и для общения. Молния – это мощный заряд электричества. Молния рождается в тучах. Тёмная мрачная туча состоит из капелек воды и кристалликов льда они трутся друг о друга и электризуются. А в результате этого трения возникает электрический разряд огромной силы. Пчёлы – во время полёта накапливают положительный заряд электричества, а у цветов он отрицательный. Поэтому пыльца с цветов сама перелетает на тело пчёл.

Практическая часть

Из собранной информации я узнал, что электричество можно добыть из овощей, фруктов, а также из земли. И чем больше сока в овоще или фрукте, тем больше электричества из них можно получить. Для получения электричества, лучше всего использовать медь и цинк. Мы нашли необходимый материал и провели эксперименты.  

Эксперемент №1 «Энергия из земли для музыкальной шкатулки»

Для опыта нам понадобиться:

1. Пластиковый стаканчик – 2 шт.
2. Влажная почва - 100 гр.
3. Звуковой чип – 1 шт.
4. Цинковая пластина – 2шт.
5. Медная пластина – 2 шт.
6. Соединительный провод – 1 шт.

Описание эксперимента:

Положим влажную почву в пластиковые стаканчики. Соединим музыкальный чип с цинковай и медной пластинами, поместим пластины в разные стаканы. Далее соединяем вторые медную и цинковую плпстины проводом, вставляем пластины в почву таким образом чтобы в одном стакане оказались разные пластины. Теперь мы можем услышать звук из чипа.

Вывод:

В почве содержаться электричество, чтобы получить природное электричество требуется всего лишь почва, медные и цинковые электроды.

Важно: 

Почва должна быть влажной.

Эксперимент №2 «Зажигаем светодиодную лампочку используя воду»

Для опыта нам понадобиться:

1. Пластиковые бутылки 0,5 с водой – 3 шт.
2. Башенка со светодиодом – 1 шт.
3. Цинковая пластина – 2шт.
4. Медная пластина – 2 шт.
5. Соединительный провод – 2 шт.

Описание эксперимента:

Соединяем цинковые и медные пластики проводами так чтобы на одном проводе были одна цинковая и одна медная пластины. После этого, воткнуть в отверстия крышек бутылок с водой цинковую и медную пластины с проводам таким образом чтобы в одной бутылке оказались одна цинковая и одна медная пластины, так мы соединим между собой все три бутылки с водой. У нас осталась только башенка со светодиодной лампочкой. Далее пластины от башенки со светодиодом опускаем в последние свободные отверстия и замыкаем круг. В итоге у нас получилась батарейка из воды. (Я попробовал этот эксперемент с 1,5 литровыми бутылками воды лампояка горит ярче)

Вывод:

Вода является природным электричеством и чем больше литров воды тем ярче горит лампочка.

Эксперимент №3 «Батарейка из лимона для электронных часов»

Для опыта нам понадобиться:

1.        Лимон – 1 шт.

2.        Дисплей часов – 1 шт.

3.        Цинковая пластина – 1шт.

4.        Медная пластина – 1 шт.

Описание эксперимента:

Необходимо воткнуть в лимон цинковую и медную пластины с проводами от электронных часов, в итоге мы получили батарейку для часов.

Вывод:        

В лимонной кислоте содержаться частицы электричества, чтобы получить природное электричество требуется всего лишь лимонная кислота, медные и цинковые электроды. 

По какому принципу построены все опыты:

Работают они благодаря тому, что погрузили несколько пар медных и цинковых пластин в какую-либо водную или иную влажную среду, так называемый электролит. Цинковые пластинки несут отрицательный (-) заряд, а медные положительный (+) заряд. Когда металлы погружаются в электролит происходит химическая реакция, кислота в электролите нарешает атомную структуру цинка и меди в результате чего освобождаются свободные электроны, и в итоге мы получаем батарейку. 

Заключение

Природное электричество существует, и оно может быть очень полезным.

Подводя итоги работы можно с уверенностью сказать, что проведя эксперименты я убедился в том, что:

•        с помощью других необычных источников а именно фруктов, овощей, почвы и воды возможно получение тока;

•        эти необычные источники тока можно использовать для приборов с низким потреблением энергии.

Конечно, электрическая энергия из данных источников, в настоящее время не сможет заменить мощные источники энергии. Но и недооценивать ее не стоит. Я считаю, что гипотеза проекта подтвердилась. Действительно: поместив металлические пластины в фрукт или овощ, можно получить электричество.

Наука и технологии не стоят на месте, и может в скором будущем мы будем получать электричество от овощей и фруктов.

Вывод: Практическая значимость природного электричества

На основании полученной мною информации и проделанных опытов, я могу сказать, что природное электричество очень полезная вещь. Если взять в поход медные и цинковые пластинки, провода и лампочку, то можно сделать светильник, так как овощи, фрукты, почву и воду в природе можно всегда найти.

Список используемой литературы:

1. Т.Ю. Покидаева. Новая детская энциклопедия. ООО «Издательская группа «Азбука».

2. Е.П. Левин, Т.А.Никифорова. Занимательная физика. Детская энциклопедия

3. К. Роджерс, Ф. Кларк. Изучаем физику. Свет.  Звук. Электричество. ООО Издательство «Росмэн-Пресс» г. Москва, 2002г.

4.  https://ru.wikipedia.org/wiki/ Портал: Электричество.

Приложение

Необычные источники энергии

Во всех проводимых в этом разделе опытах мы используем альтернативные источники энергии, которые не загрязняют окружающую среду. Чем больше сока в овоще или фрукте, тем больше электричества из них можно получить.

Для получения электричества, лучше всего использовать медь и цинк. Можно использовать любые овощи, фрукты, а также воду и землю.

Эксперимент №1 «Энергия из земли для музыкальной шкатулки»

Для опыта нам понадобиться:

1.        Пластиковый стаканчик – 2 шт.

2.        Влажная почва - 100 гр.

3.        Звуковой чип – 1 шт.

4.        Цинковая пластина – 2шт.

5.        Медная пластина – 2 шт.

6.        Соединительный провод – 1 шт.

Описание эксперимента:

Положим влажную почву в пластиковые стаканчики. Соединим музыкальный чип с цинковой и медной пластинами, поместим пластины в разные стаканы. Далее соединяем вторые медную и цинковую пластины проводом, вставляем пластины в почву таким образом, чтобы в одном стакане оказались разные пластины. Теперь мы можем услышать звук из чипа.

Вывод:

В почве содержаться электричество, чтобы получить природное электричество требуется всего лишь почва, медные и цинковые электроды.

Важно:

Почва должна быть влажной.

Эксперимент №2 «Зажигаем светодиодную лампочку используя воду»

Для опыта нам понадобиться:

1.        Пластиковые бутылки 0,5 с водой – 3 шт.

2.        Башенка со светодиодом – 1 шт.

3.        Цинковая пластина – 2шт.

4.        Медная пластина – 2 шт.

5.        Соединительный провод – 2 шт.

Описание эксперимента:

Соединяем цинковые и медные пластики проводами так чтобы на одном проводе были одна цинковая и одна медная пластины. После этого, воткнуть в отверстия крышек бутылок с водой цинковую и медную пластины с проводами таким образом, чтобы в одной бутылке оказались одна цинковая и одна медная пластины, так мы соединим между собой все три бутылки с водой. У нас осталась только башенка со светодиодной лампочкой. Далее пластины от башенки со светодиодом опускаем в последние свободные отверстия и замыкаем круг. В итоге у нас получилась батарейка из воды. (Я попробовал этот эксперимент с 1,5 литровыми бутылками воды лампочка горит ярче)

Вывод:

Вода является природным электричеством и чем больше литров воды, тем ярче горит лампочка.

Эксперимент №3 «Батарейка из лимона для электронных часов»

Для опыта нам понадобиться:

1.        Лимон – 1 шт.

2.        Дисплей часов – 1 шт.

3.        Цинковая пластина – 1шт.

4.        Медная пластина – 1 шт.

Описание эксперимента:

Необходимо воткнуть в лимон цинковую и медную пластины с проводами от электронных часов, в итоге мы получили батарейку для часов.

Вывод:        

В лимонной кислоте содержаться частицы электричества, чтобы получить природное электричество требуется всего лишь лимонная кислота, медные и цинковые электроды.

По какому принципу построены все опыты:

Работают они благодаря тому, что погрузили несколько пар медных и цинковых пластин в какую-либо водную или иную влажную среду, так называемый электролит. Цинковые пластинки несут отрицательный (-) заряд, а медные положительный (+) заряд. Когда металлы погружаются в электролит происходит химическая реакция, кислота в электролите нарешает атомную структуру цинка и меди в результате чего освобождаются свободные электроны, и в итоге мы получаем батарейку.

Подводя итоги работы можно с уверенностью сказать, что природное электричество существует, и оно может быть очень полезным. Проведя эксперименты, я убедился в том, что:

•        с помощью других необычных источников, а именно фруктов, овощей, почвы и воды возможно получение тока;

•        эти необычные источники тока можно использовать для приборов с низким потреблением энергии.

Конечно, электрическая энергия из данных источников, в настоящее время не сможет заменить мощные источники энергии. Но и недооценивать ее не стоит. Я считаю, что гипотеза проекта подтвердилась. Действительно: поместив металлические пластины в фрукт или овощ, можно получить электричество.

Наука и технологии не стоят на месте, и может в скором будущем мы будем получать электричество от овощей и фруктов.

Вывод: Практическая значимость природного электричества

На основании полученной мною информации и проделанных опытов, я могу сказать, что природное электричество очень полезная вещь. Если взять в поход медные и цинковые пластинки, провода и лампочку, то можно сделать светильник, так как овощи, фрукты, почву и воду в природе можно всегда найти.

Занимательные опыты со статическим электричеством

Во всех проводимых в этом разделе опытах мы используем статическое электричество. Электричество называют статическим, когда ток, то есть перемещение заряда, отсутствует.

Опыт №1. Понятие о электрических зарядах.

Цель: Показать, что в результате контакта между двумя различными предметами возможно разделение электрических разрядов.

 Оборудование:

1.     Воздушный шарик.

2.     Шерстяной свитер.

Опыт: Надуем небольшой воздушный шарик. Потрем шарик о шерстяной свитер и попробуем дотронуться шариком до различных предметов в комнате. Получился настоящий фокус! Шарик начинает прилипать буквально ко всем предметам в комнате: к шкафу, к стенке, а самое главное - к ребенку. Почему?
Это объясняется тем, что все предметы имеют определенный электрический заряд. Но есть предметы, например - шерсть, которые очень легко теряют свои электроны.В результате контакта между шариком и шерстяным свитером происходит разделение электрических разрядов.Часть электронов с шерсти перейдет на шарик, и он приобретет отрицательный статический заряд. Когда мы  приближаем отрицательно заряженный шарик к некоторым нейтральным предметам, электроны в этих предметах начинают отталкиваться от электронов шарика и перемещаться на противоположную сторону предмета. Таким образом, верхняя сторона предмета, обращенная к шарику, становится заряженной положительно, и шарик начнет притягивать предмет к себе. Но если подождать подольше, электроны начнут переходить с шарика на предмет. Таким образом, через некоторое время шарик и притягиваемые им предметы снова станут нейтральными и перестанут притягиваться друг к другу. Шарик упадет.

Вывод:  В результате контакта между двумя различными предметами возможно разделение электрических разрядов.

Опыт №2. Танцующая фольга.

Цель: Показать, что разноименные статические заряды притягиваются друг к другу, а одноименные отталкиваются.

Оборудование:

1.     Тонкая алюминиевая фольга (обертка от шоколада).

2.     Ножницы.

3.     Пластмассовая расческа.

4.     Бумажное полотенце.

Опыт:  Нарежем алюминиевую фольгу (блестящую обертку от шоколада или конфет) очень узкими и длинными полосками. Высыпем полоски фольги на бумажное полотенце. Проведем несколько раз пластмассовой расческой по своим волосам, а затем поднесем ее вплотную к полоскам фольги. Полоски начнут "танцевать". Почему так происходит? Волосы. о которые мы потерли пластмассовую расческу, очень легко теряют свои электроны. Их часть перешла на расческу, и она приобрела отрицательный статический заряд. Когда мы приблизили расческу к полоскам фольги, электроны в ней начали отталкиваться от электронов расчески и перемещаться на противоположную сторону полоски. Таким образом, одна сторона полоски оказалась заряжена положительно, и расческа начала притягивать ее к себе. Другая сторона полоски приобрела отрицательный заряд. легкая полоска фольги, притягиваясь, поднимается в воздух, переворачивается и оказывается повернутой к расческе другой стороной, с отрицательным зарядом. В этот момент она отталкивается от расчески. Процесс притягивания и отталкивания полосок идет непрерывно, создается впечатление, что "фольга танцует".

       Вывод:  Разноименные статические заряды притягиваются друг к другу, а одноименные отталкиваются.

Опыт №3. Прыгающие рисовые хлопья.

Цель: Показать, что в результате контакта между двумя различными предметами возможно разделение статических электрических разрядов.

Оборудование:

1.     Чайная ложка хрустящих рисовых хлопьев.

2.     Бумажное полотенце.

3.     Воздушный шарик.

4.     Шерстяной свитер.

Опыт: Постелим на столе бумажное полотенце и насыплем на него рисовые хлопья. Надуем небольшой воздушный шарик. Потрем шарик о шерстяной свитер, затем поднесем его к хлопьям, не касаясь их. Хлопья начинают подпрыгивать и приклеиваться к шарику. Почему? В результате контакта между шариком и шерстяным свитером произошло разделение статических электрических зарядов.Часть электронов с шерсти перешло на шарик, и он приобрел отрицательный электрический заряд. Когда мы поднесли шарик к хлопьям, электроны в них начали отталкиваться от электронов шарика и перемещаться на противоположную сторону. Таким образом, верхняя сторона хлопьев, обращенная к шарику, оказалась заряжена положительно, и шарик начал притягивать легкие хлопья  к себе.

Вывод: В результате контакта между двумя различными предметами возможно разделение статических электрических разрядов.

Опыт №4. Способ разделения перемешанных соли и перца.

Цель: Показать, что в результате контакта не во всех предметах возможно разделение статических электрических разрядов.

Оборудование:

1.     Чайная ложка молотого перца.

2.     Чайная ложка соли.

3.     Бумажное полотенце.

4.     Воздушный шарик.

5.     Шерстяной свитер.

Опыт: Расстелим на столе бумажное полотенце. Высыплем на него перец и соль и тщательно их перемешаем. Можно ли теперь разделить соль и перец? Очевидно, что сделать это весьма затруднительно! Надуем небольшой воздушный шарик. Потрем шарик о шерстяной свитер, затем поднесем его к смеси соли и перца. Произойдет чудо! Перец прилипнет к шарику, а соль останется на столе. Это еще один пример действия статического электричества. Когда мы потерли шарик шерстяной тканью, он приобрел отрицательный заряд. Потом мы поднесли шарик к смеси перца с солью, перец начал притягиваться к нему. Это произошло потому, что электроны в перечных пылинках стремились переместиться как можно дальше от шарика. Следовательно, часть перчинок, ближайшая к шарику, приобрела положительный заряд  и притянулась отрицательным зарядом шарика. Перец прилип к шарику. Соль не притягивается к шарику, так как в этом веществе электроны перемещаются плохо. Когда мы подносим к соли заряженный шарик, ее электроны все равно остаются на своих местах. Соль со стороны шарика не приобретает заряда, она остается незаряженной или нейтральной. Поэтому соль не прилипает к отрицательно заряженному шарику.

Вывод:  В результате контакта не во всех предметах возможно разделение статических электрических разрядов.

Опыт №5. Гибкая вода.

Цель: Показать, что в воде электроны свободно перемещаются.

Оборудование:

1.     Раковина и водопроводный кран.

2.     Воздушный шарик.

3.     Шерстяной свитер.

Опыт: Откроем водопроводный кран таким образом, чтобы струя воды была очень тонкой. Надуем небольшой воздушный шарик. Потрем шарик о шерстяной свитер, затем поднесем его к струйке воды. Струя воды отклонится в сторону шарика.  Электроны с шерстяного свитера при трении переходят на шарик и придают ему отрицательный заряд. Этот заряд отталкивает от себя электроны, находящиеся в воде, и они перемещаются в ту часть струи, которая дальше всего от шарика. Ближе к шарику в струе воды возникает положительный заряд, и отрицательно заряженный шарик тянет ее к себе.
Чтобы перемещение струи было видимым, она должна быть тонкой. Статическое электричество, скапливающееся на шарике, относительно мало, и ему не под силу переместить большое количество воды. Если струйка воды коснется шарика, он потеряет свой заряд. Лишние электроны перейдут в воду; как шарик, так и вода станут электрически нейтральными, поэтому струйка снова потечет ровно.

 Вывод:  В воде электроны могут свободно перемещаться.

Легенда о солнечном камне.

Янтарь это камень который за его цвет и блеск называли «электрон», что значит «солнечный камень». Об этом есть даже легенда.

«Дочь древнего философа Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном. Как-то, уронив его в воду, девушка стала обтирать его краем своего шерстяного хитона и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок. Думая, что они прилипли, она принялась вытирать его ещё сильнее. И что же? Шерстинок налипало тем больше, чем сильнее натиралось веретено. Девушка обратилась за разъяснением к отцу. Фалес понял, что причина в веществе, из которого сделано веретено. В следующий раз он накупил различных янтарных изделий и убедился, что все они, будучи натёрты шерстяной материей, притягивают лёгкие предметы, как магнит притягивает железо».

И по причине того, что «янтарь» по-гречески звучал как «электрон», эти свойства начали называться электрическими.