Научно-исследовательская работа "Съедобная батарейка" 2 класс
опыты и эксперименты (2 класс)

Муниципальное образование «Иволгинский район»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа Хойтобэе»

Школьная научно-практическая конференция

  Направление: естественно - научное

Название работы:

«Съедобная» батарейка.

 (исследовательский проект)

                                                                 Автор:

Цыбенов Амгалан Зориктоевич,

                                       ученик 2 «а»  класса

                                                               Руководитель:

Доржиева Жаргалма Сырен-Доржеевна

                                                              учитель начальных  классов

Хойтобэе, 2022г.

Оглавление

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

1. Основная часть

1. Как работает батарейка…………………………………………………...3
2. История изобретения батарейки…………………………………………4

2. Эксперимент по созданию батарейки………………………………………….5

Заключение………………………………………………………………............6

Список использованных источников и литературы…………………………..7

Приложение

Введение

Мне и моим братьям часто покупают или  дарят игрушки на батарейках: телефоны со звуковыми эффектами, говорящие и поющие игрушки, машинки, железную дорогу и другие. Но когда они перестают работать, мне говорят, что батарейки закончились и нужно поменять их на новые. А использованные батарейки сдавать в специальные пункты сбора батареек. Мне стало интересно изучить батарейки,  ведь с виду старые батарейки совершенно не отличаются от новых. Так как же они могут закончиться или сесть? Чтобы это выяснить, нужно знать, как батарейка устроена, и каким образом она работает. А ещё мне захотелось почувствовать себя в роли экспериментатора и самому попробовать сделать батарейку в домашних условиях из экологичных материалов, например из фруктов и овощей? Ведь индийским учёным удалось с помощью одной «фруктовой батарейки», которая была начинена пастой из переработанных бананов и апельсиновых корок, запустить наручные часы.

Цель моего исследования: создать батарейку из фруктов и овощей для получения электрического тока.

Задачи исследования:

1. Познакомиться с принципом работы батарейки.
2. Создать фруктовую и овощную батарейку.
3. Экспериментально определить  напряжение  таких батареек.
4. Изучить возможность практического применения полученной батарейки.

Предмет исследования: получение электрического тока.

Объект исследования: батарейка из фруктов и овощей.

Гипотеза: фрукты и овощи являются источником электрического тока и из них можно сделать батарейку.

Методы исследования: работа с информационными источниками, опыты, наблюдение, анализ, обобщение информации.

1. Основная часть

1. Как работает батарейка?

Для начала разберёмся, что такое электрический ток. Электрический ток — это движение электрически заряженных частиц. Мы решили узнать, как устроена обычная батарейка. Вместе с научным руководителем, Жаргалмой Сырен - Доржеевной, мы пошли в кабинет физики к учителю Туяне Нимаевне, которая  рассказала, что любая батарейка - это ничто иное, как  две металлические пластины, помещённые  в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина  подключена к  выводу « + », а другая к выводу « - ». В электролите  протекает реакция, в ходе которой  выделяется энергия  в виде электрического тока. При этом расходуются исходные вещества. Чем меньше их остается – тем тяжелее батарейке поддерживать нужное напряжение между пластинами. Батарейка «садится». Такое слово используют, чтобы показать, что батарейка расходует свою энергию. Так человек, когда начинает уставать, стремится куда-нибудь присесть. Когда батарейка истратит всю энергию, то перестанет работать, больше не сможет делать электрический ток.

Некоторые батарейки предназначены для одноразового использования, другие можно перезаряжать. Батарейки бывают разнообразной формы и размеров. Некоторые – маленькие, как таблетка. Некоторые – величиной с холодильник. Но все они работают по одному принципу. В них создаётся электрический заряд в результате реакции между двумя химическими веществами, в ходе которой электроны передаются от одного из них другому.

В качестве электродов цинк (оцинкованная пластинка) и медь (медная проволочка), а электролит – раствор солей и кислот. Два  металла погружённые в раствор вступают в химическую реакцию и вырабатывается электрический ток.

1.2 История изобретения батарейки

У обычной, «одноразовой» батарейки есть и другое название – «гальванический элемент». Оно дано в честь итальянского учёного Луиджи Гальвани из Болоньи. Ещё в 1791 году он совершенно случайно изобрёл первый источник электрического тока. Явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки. 

Гальвани подумал, что это электричество есть в теле самой лягушки. И назвал это явление «животным электричеством».

        Опыты Гальвани, но с большей точностью повторил другой итальянский учёный - Алессандро Вольта. 200 лет назад он  сформулировал главную идею изобретения: появление электричества объясняется взаимодействием двух различных металлов, между которыми образуется с помощью проводника

( которым и оказывалось в опытах Гальвани тело лягушки) химическая реакция.
После множества опытов с разными металлами Вольта сконструировал столб из пластинок цинка, меди и войлока, смоченного раствором серной кислоты.

Цинк, медь и войлок он накладывал друг на друга в таком порядке: внизу находилась медная пластинка, на ней войлок, затем цинк, опять медь, войлок, цинк, медь, войлок и т. д. И в итоге столб оказывался заряженным на нижнем конце положительным, а на верхнем — отрицательным электричеством.   Нам даже известен «день рождения батарейки» - 20 марта 1800 года. Батарейке исполняется уже 222 года.

Современные батарейки устроены, конечно, немного иначе – в них уже нет ни металлических дисков, ни войлочных пластинок, пропитанных раствором кислоты. Но принцип тот же – батарейка содержит в себе химические вещества-реагенты, в состав которых входят два разных металла. В батарейке есть два электрода – положительный (анод) и отрицательный (катод). Между ними – жидкость-электролит: раствор, который хорошо проводит электрический ток и участвует в химической реакции. Когда металлы начинают взаимодействовать через этот раствор, возникает движение заряженных частиц из анода (+) к катоду (-) – и вырабатывается электрическая энергия. В Интернете я увидел  фотографию, на которойзапечатлено  устройство, которое  можно собрать своими руками. Это электронные часы, использующие вместо батарейки фрукты.

Фруктовый и овощной сок по своему составу представляет собой слабую кислоту, поэтому если вставить во фрукт или овощ 2 электрода: один медный - другой цинковый, то между электродами потечёт слабый ток, достаточный для питания часов. Я решила проверить это лично, конечно с помощью папы(ведьэлектрический ток – источник повышенной опасности!) – правда это или нет.

2. Эксперимент по созданию батареек

Для создания батарейки нам понадобились следующие материалы:

• цинковые пластины (можно металлические гвозди),
• медная проволока,
• фрукты и овощи,
• мультиметр - прибор для измерения силы тока и напряжения.

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

Нами были выбраны картофель и лимон в качестве изготовления гальванических элементов, так как эти продукты можно с легкостью найти в каждом доме. В каждом элементе был сделан замер напряжения с помощью вольтметра

В результате измерений оказалось, что картофель, и лимон дают достаточно высокое напряжение. Ведь обычная пальчиковая батарейка, от которой работают часы даёт 1,5 Вольта!

Результаты измерений мы занесли в таблицу.  (Приложение 1).

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

Но будет ли гореть лампочка, если питать её от фруктового или овощного источника? Мы решили  попробовать использовать полученное электричество. Конечно, каждый из этих элементов мало на что способен, поэтому мы решили соединить несколько гальванических элементов в батарею, т.е. в цепь.Например, можно зажечь лампочку, для этого достаточно напряжение в 3 Вольта.

Изготовление цепи:

Для увеличения напряжения мы соединили последовательно несколько фруктов, создавая необходимое напряжение.

Шаг 1. Взяли лимон, с одной стороны воткнули оцинкованную пластину, с другой – медную проволоку.

Шаг 2. Присоединили к лимону при помощи этой проволоки еще один лимон с одной стороны, а с другой – воткнули гвоздь, и так 3 лимона подряд.

Шаг 3. Аналогичным образом мы составили цепь из картофеля.

Далее мы обнаружили в цепи лимонов наибольшее электричество – 1,5 Вольта! И, проведя опыт с лампочкой (1,5 V),  получили долгожданный результат: он загорелся!

Гипотеза также подтвердилась: из фруктов и овощей можно сделать батарейку.

 Заключение

Исходя из результатов эксперимента, можно сделать вывод:

Фрукты действительно могут служить источником электрической энергии и из них возможно изготовить «батарейку».

          В дальнейшем я всё-таки планирую выяснить, сколько потребуется фруктов и овощей для того,  заработали  электронные часы, или даже попробовать зарядить мобильный телефон.

Работа, которой мы занимался, показалась мне очень интересной. Я смог ответить на интересовавшие меня вопросы.
Я учился делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент,делать выводы. Я научился определять напряжение  внутри «съедобной» батарейки и силу тока создаваемую ею. 
        Мне очень понравилось ставить эксперименты самой. Оценивать получившийся результат. Мы  порой даже не представляем, сколько интересного происходит вокруг нас. Нужно только оглянуться, обратить внимание, а затем провести исследование и ответить на интересующие вопросы.

Я обязательно расскажу ребятам о своём эксперименте и кто-нибудь из них захочет сам что-то исследовать!

 Список использованных источников и литературы

1. Моя первая энциклопедия / пер. с англ. В.А.Жукова, Ю.Н.Касаткиной, Д.С.Щигеля - М, 2010
2. Большая книга "Почему" / пер.с итальянского О.Живаго - М, 2012
3. Электронный конструктор "Знаток", Бахметьев А.А. - М, 2005
4. Журнал. «Галилео» Наука опытным путем № 3/ 2011 г. «Лимонная батарейка»
5. http://htweek.ru/lessons/2015/
6. https://ru.wikipedia.org/wiki/Батарея_(электротехника)
7. http://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический_ток
8. http://2fixika.livejournal.com/2207.html
9. http://s017.radikal.ru/i415/1306/bd/67907be135db.jpg
10. http://www.bilgidemeti.com/wp-content/uploads/2011/09/alessandro-volta-188x300.jpg
11. http://ic.pics.livejournal.com/ecoprav/40071658/2216/2216_900.jpg
12. http://www.youtube.com/watch?v=h93fzflHXSU

Приложение

Приложение 1.

Результаты измерений напряжения.