Инфоурок / Начальные классы / Другие методич. материалы / Исследовательская работа "Электростатические явления"

Исследовательская работа "Электростатические явления"

Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 22 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>

библиотека
материалов

Научно-практическая конференция

«Шаг в науку»








Статическое электричество







Работу выполнил: Бобкова Виктория

ученица 1 «б» класса МБОУ СОШ№49

Научный руководитель:

Бобкова Марина Анатольевна






Ижевск, 2015













Содержание



Введение……………………………………………………………… 3

1.Теоретическая часть ………………………………………………. 5

2.Практическое исследование ……………………………………… 6

2.1. Этапы проведения исследования………………………… 7

2.2. Методика исследования…………………………………… 8

3.Опыт №1 …………………………………………………………………………… 9

4.Опыт №2 «Танцующие хлопья» …………………………………. 9

5.Опыт №3 ………………..…………………………………………….. 10

Заключение……………………………………………………………… 11

Список литературы……………………………………………………… 12

Приложение……………………………………………………………… 13







Введение

В окружающем нас мире много интересного. Я заметила, например, что когда гладишь кошку, то шерсть кошки поднимается за рукой, и раздаются какие-то щелчки. Когда я дотрагиваюсь до автомобиля, то происходит какое-то непонятное явление – машина иногда щёлкается - «дерётся». Или когда долго расчесываешь сухие волосы, они поднимаются вверх за расческой. Задавая вопрос маме, почему это происходит, слышала ответ: предметы электризуются - это электричество.

Актуальность - в настоящее время данная тема особо актуальна т.к. сложно найти человека, который бы не знал слово электричество и тем более, не пользовался им в повседневной жизни.

Чтобы найти ответы на эти вопросы, я решила собрать теоретический материал по интересующей меня проблеме и изучить его. Для этого я обратилась к материалам сайтов интернета. А из книги «Большая книга экспериментов для школьников» я узнала, что существует статическое электричество.

Предмет исследования – статическое электричество как физическое явление.

Объект исследования – особенности статического электричества.



Цель моей работы: изучить такое явление как статическое электричество и электризация тел, раскрыть их достоинства и недостатки


Задачи:

  • собрать теоретический материал по теме: «Статическое электричество»;

  • провести опыты со статическим электричеством, объяснить их;

  • выяснить проявление статического электричества в окружающей среде, как с положительной, так и с отрицательной стороны.

  • узнать, как защитить себя от этого явления;


Практическая значимость: полученные знания, опыт можно использовать для сообщений и докладов при изучении курса «Окружающий мир».


В работе будут использоваться следующие термины: электричество, статический, протон, электрон.

























1. ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Так что же знают люди об электричестве?

Слово «электричество» происходит от слова «электрон», которым древние греки называли янтарь. Ещё в 600 году до н.э. греки заметили, что если потереть янтарь об овечью шкуру, то он начинает притягивать лёгкие предметы: перья, стружку, маленькие кусочки бумаги пробки и т.п. С тех пор учёные пытались открыть тайны этой загадочной силы.

Тысячелетиями люди наблюдали такие грозные явления природы, как ослепительная вспышка, огненный зигзаг молнии в небе, раскат грома и не понимали их - поэтому и боялись. Правду говорят: «Гром не грянет – мужик не перекреститься». А какой же гром без молнии? Сколько же миллионов раз должна была сверкнуть молния, чтобы мужик, перекрестившись, наконец-то задумался: а что же это такое?

Между натёртыми кусочками янтаря, притягивающими предметы, и молнией, казалось бы, ничего общего. А ведь всё это – электрические явления. И чтобы доказать родственность столь непохожих явлений, потребовались опять-таки тысячелетия.

Что ж, человек такой тугодум? Да нет, слишком «тонкой материей» оказалось электричество. Большого прогресса в изучении электричества не было достигнуто до 1672 года. В этом году человек по имени Отто фон Геррик построил первый генератор статического электричества. В 1729 году Стефан Грей обнаружил, что некоторые вещества, в частности металлы, могут проводить ток. Такие вещества стали называться «проводниками».

А в далёком XVIII веке проводилось довольно много экспериментов, связанных с защитой от молнии. Попытки изучить молнию были весьма рискованны и часто кончались трагически. Так, в 1753 г. во время опытов от удара молнии погиб русский физик Г.В.Рихман.

Следующий важный шаг был сделан в 1733 году, когда француз по имени Шарль Дюфе открыл положительные и отрицательные электрические заряды, хотя он думал, что это были два разных вида электричества. Беджемин Франклин был первым, кто попытался объяснить, что такое электричество. Но, пожалуй, наука об электричестве начала бурно развиваться с того момента, как в 1800 году Алессандро Вольта изобрёл батарею. Это изобретение дало людям первый постоянный и надёжный источник энергии и повлекло за собой все важные открытия в этой области.

«Русское солнце» взошло над миром благодаря трудам двух замечательных русских инженеров – Павла Николаевича Яблочкова и Александра Николаевича Лодыгина, создателей двух главных видов электрического освещения.

Александр Степанович Попов в 1895г. изобрёл первый в мире радиоприёмник.

И лишь немногим более ста лет назад люди научились использовать электрические силы природы, заставили электричество служить себе. Но уж когда выяснилось, что в нём к чему, люди так крепко «запрягли» его, так приспособили, что всего за двести лет изменили с его помощью облик всей своей жизни.

Электротехника, электроника, электроэнергия, электровоз, электросварка, электростанция, электромузыкальные инструменты… Ну, ни шагу без электричества.

А не надо никуда шагать. Оно здесь, прямо на нас. Стоит стянуть с себя свитер, как… - в тишине раздаётся треск. Откуда взялись эти звуки? Если снимать шерстяную или синтетическую одежду в темноте, то можно заметить, как этот треск сопровождается искорками. Трещит и искрится наша одежда, но лишь тогда, когда мы, снимая её, заставляем тереться, скользить по телу.

Чуть-чуть внимания и обнаружится, что стянутая кофта притягивается к оставшейся на нас рубашке. Что же их тянет друг к другу? Это статическое электричество.




2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

2.1. Этапы проведения исследования

Для проверки моей гипотезы исследование включало три этапа (таблица 1 прил.):

2.2. Методика исследования

Открыли явление статического электричества, древние египтяне , когда они проводили по кошачьей шерсти гладкими кусочками янтаря.

После подобной процедуры янтарь и кошачья шерсть притягивались друг к другу какой-то неведомой силой. Точно так же два клубка кошачьей шерсти, которые были натерты янтарем, отталкивались друг от друга. Хотя египтяне и не понимали этой мистической силы, они знали о ней четыре тысячи лет назад, и доказательством тому были их вечно исцарапанные руки .

И так, я узнала, что статическое электричество возникло в древнем Египте .

Но знаем ли мы причины возникновения этого явления. А так же, где можно увидеть статическое электричество?

Для того, чтобы получить ответ на все эти вопросы, я провёла социологическое исследование: попросила родителей моих одноклассников ответить на вопросы анкеты .

Результаты опроса (анкетирования) родителей меня удивили!

Таблица 2(прил)



Из результатов анкетирования я увидела, что родители моих одноклассников, да и сами одноклассники об этом почти ничего не знают.

И сейчас обо всём я подробно расскажу.

Статическое электричество – «электричество от трения». Оно возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного) между двумя объектами. При разряде возникает искра. Этот процесс вызывает раздражительное действие на организм человека, иногда довольно ощутимое .

Когда мы снимаем с себя шерстяную шапку, она трется о наши волосы. Электроны с волос переходят в шапку. Следовательно, каждый волос на нашей голове приобретает положительный заряд. Как известно, предметы, заряженные одноименными зарядами, отталкиваются. Именно по этому наши волосы пытаются оттолкнутся друг от друга как можно дальше, на столько на сколько это возможно. Максимальное расстояние между волосами будет если они будут стоять "дыбом".

Причины возникновения статического электричества нам известны, но знаем ли мы, где в быту, производстве человек использует действие статического электричества .

Из результатов анкетирования видно, что 92% опрошенных не знают, где в быту используется явление статического электричества.

А ведь, статическое электричество может быть и верным помощником человека, если изучить его закономерности и правильно их использовать. В технике применяют метод, сущность которого заключается в следующем. Мельчайшие твердые или жидкие частицы материала поступают в электрическое поле, где на их поверхность «оседают» электроны и ионы, т. е. частицы приобретают заряд и далее движутся под действием электрического поля. В зависимости от назначения аппаратуры можно с помощью электрических полей по-разному управлять движением частиц в соответствии с необходимым технологическим процессом. Эта технология уже пробила себе дорогу в различные отрасли народного хозяйства.

Мною собраны наиболее интересные примеры применения действия статического электричества в быту, на производстве.

Можно привести много других примеров полезного применения статической электризации. Основанная на этом явлении технология удобна: потоком заряженных частиц можно управлять, изменяя электрическое поле, а весь процесс легко автоматизировать.

Выводы по итогам первого этапа исследования:

В результате проведенной работы я узнала:

  • открыли явление статического электричества, древние египтяне.

  • статическое электричество – «электричество от трения», оно возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного) между двумя объектами;

  • статическое электричество может быть верным помощником человека, если изучить его закономерности и правильно их использовать

На втором этапе своего исследования мне хотелось бы применить свои знания, полученные о данном явлении на практике.

Изучив теорию вопроса, я решила провести несколько опытов, в результате, которых хотела бы увидеть явление статического электричества в действии .


Почему предметы электризуются? Проведём опыты.

Опыт №1

Надуем воздушный шарик и поднесём его к стене. Ничего особенного мы не увидели – шарик падает. Теперь хорошо потрём шарик шерстяной тканью (рис.1).

Снова поднесём его к стене. Шарик пристает (рис.2).


Это потому…

что при трении шарика о шерстяную ткань, они электризуются и приобретают способность притягивать к себе тела, как магнит.

Опыт №2 «Танцующие хлопья»

Цель: привести овсяные хлопья в движение «заставить их прыгать и танцевать»

В опыте участвовали:

бумажное полотенце; 1 чайная ложка (5 мл) хрустящих рисовых хлопьев, воздушный шарик,

шерстяной свитер

Подготовка

  1. Расстелил на столе бумажное полотенце.

  2. Высыпал на полотенце хлопья.

Результат:

Когда я потерла шарик о шерстяную вещь (варежку), то овсяные хлопья стали прилипать к шарику, казалось, что они подпрыгивают, а шарик притягивал их к себе.

Постепенно шарик перестал притягивать хлопья. Овсяные хлопья стали падать обратно на стол.

Вывод: в этом эксперименте (заставить «танцевать» овсяные хлопья) мне помогло статическое электричество.

(Когда я приблизила отрицательно заряженный шарик к хлопьям, электроны в них начали отталкиваться от него и перемещаться на противоположную сторону. Таким образом, верхняя сторона хлопьев, обращённая к шарику, становилась заряженной положительно, и шарик притягивал их к себе.

Когда я немного подождала, электроны начали переходить с шарика на хлопья. Постепенно шарик снова стал нейтральным, и перестал притягивать хлопья. Они упали обратно на стол.


Опыт №3.

Надуем два воздушных шарика и привяжем их к двум концам одной нити (рис.3)

Потрём оба шарика шерстяной тканью. Возьмём за середину нити так, чтобы оба шарика повисли на одном уровне и увидим, что шарики отталкиваются друг от друга (рис. 4).

Но только стоит между шариками вставить лист бумаги… - шарики сближаются (рис.5)

Это потому…

что предметы, наэлектризованные одинаково, приобретают одинаковый заряд. А так как одноимённые заряды отталкиваются, то шарики, оба имеющие отрицательный заряд, удаляются друг от друга. Лист бумаги не наэлектризован, он имеет одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов; его положительные заряды притягивают отрицательные заряды шариков. Наши опыты позволяют сделать выводы о том, как взаимодействуют заряженные тела: тела, имеющие заряды одинакового знака, отталкиваются. Тела, имеющие заряды разного знака – притягиваются.
 

 Проведя данные опыты, я выяснила, что электрические заряды возникают на поверхности некоторых материалов, как жидких так и твёрдых, в результате сложного процесса контактной электролизации.





Влияние статического электричества на организм человека изучается.

Я собрала некоторые факты о полезных, а также опасных и вредных факторах статического электричества .

Некоторые неприятности, а в отдельных случаях значительные, может доставить статическое электричество тем людям, которые забывают о технике безопасности. Отрасли производства , в которых эта проблема стоит особенно остро .

От статического электричества в быту можно избавиться, для этого необходимо придерживаться простых правил. , 56 % опрошенных мною родителей не знают, как это делать.

Вот некоторые средства защиты (борьбы) со статическим электричеством:

  • Тестеры для измерений статического электричества

  • Жидкости для борьбы со статическим электричеством

  • Коврики с заземлением рабочих мест

  • Ионизаторы для ускорения стоков зарядов

  • Заземляющие устройства

  • Изделия для антистатической упаковки

А какие средства защиты от этого явления есть в наших магазинах?

С этой целью я и посетила несколько магазинов и выяснила, что наибольшим спросом пользуются жидкости для борьбы со статическим электричеством, больше ничего найти не смогла.

Выводы по итогам второго этапа исследования:

  1. Статическое электричество - это та невидимая сила, которая в ряде случаев может быть весьма полезной, тем не менее, она способна иногда причинить серьезные неприятности.

  2. В повседневной жизни статическое электричество практически остается незаметным, если не принимать в расчет то, что при соприкосновении с дверной ручкой или лестничными перилами вы временами ощущаете на себе присутствие электрического заряда.

  3. В промышленности эта невидимая сила может превратиться в серьезную проблему. Статическое электричество способно затормозить производственный процесс или причинить непоправимый ущерб .

  4. От статического электричества можно избавиться, для этого необходимо придерживаться простых правил.

Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле человека оказывают большую нагрузку на нервную систему человека, также чувствительна к электростатическим электрическим полям и сердечно-сосудистая система организма.



Заключение

Подводя итог, можно сказать, что поставленные задачи выполнены:

1.Собран и изучен материал по теме.

2.Опытным путем подтверждена гипотеза, согласно которой статическое электричество – «электричество от трения». Оно возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного) между двумя объектами, так же и, то, что это та невидимая сила, которая в ряде случаев может быть весьма полезной, тем не менее, она способна иногда причинить серьезные неприятности.

Список литературы

  1. «Энциклопедия юного ученого. Электричество. Компьютеры», Москва « Росмен», 2000.

  2. Энциклопедия « История открытий», Москва « Росмен», 1997

  3. Энциклопедия « Юному эрудиту обо всем», Москва , « Махаон», 2008

  4. http://www.solnet.ee/ Детский портал « Солнышко»

  5. http ://www.electrik.info

  6. http ://www.electrofaq.com

  7. Большая детская энциклопедия (интерактивное путешествие в мир знаний) ЗАО « Новый диск»,2008

  8. Ивашкина Д.А. Лабораторные исследования /физика. Прилож. к газете «1 сентября», 2007

Кухлинг Х. Справочник по физике:-М.: мир, 1982.-520с.,



Приложение

Таблица 1.

Этап


Цель

Используемые методы

Сроки

1 этап.

Теоретическое исследование проблемы

 Выяснить:

- что из себя, представляет статическое электричество;

- причины возникновения статического электричества;

- его проявление в быту, в производстве, в природе;

  • подумать самому;

  • задать вопросы родителям, специалистам;

  • заглянуть в Интернет;

  • посмотреть в книгах;

- провести практическую

работу

Июнь-июль

2015

2 этап.

Практическое исследование проблемы

Выяснить:

- воздействие статического электричество на организм человека;

-отношение окружающих к данной проблеме;

- как защитить себя от статического электричества;

  • физический эксперимент;

  • моделирование;

  • наблюдение;

  • анализ;

  • сравнение;

  • анкетирование (опрос)

Август 2015

3 этап. Практическое использование результатов

Разработка рекомендаций

-отчет (устный, письменный, с демонстрацией материалов, опытов)

Сентябрь-октябрь

2015



Таблица 2

Вопрос

Ответ (Да)

Ответ (Нет)

Знаете ли Вы, что такое статическое электричество?

12% (3чел.)

88% (22чел.)

Знаете, где оно возникает?

16% (4чел.)

84% (21чел.)

Можете привести пример?

16% (4чел.)

84% (21чел.)





шарик1рис. 1



рис. 2

шарик3

шарик21рис.3

шарик22рс.4

шарик23рис.5


Роль статического электричества в окружающей среде

1.1. Когда электризация тел вредна

Еще в ХIХ столетии были известны вредные действия статического электричества. В ХХ веке вредные проявления статического электричества наблюдаются чаще, так как широко применяются легко электризующиеся вещества: пластмассы, синтетические волокна, нефтепродукты и т.п. Электризация происходит и в быту, и на производстве. Взаимодействие наэлектризованных тел затрудняет выполнение многих технологических операций. Например, электризация волокон вызывает их взаимное отталкивание, что мешает работе ткацких станков (фото 4).

machines_weaving_003фото 4

Заряженную ткань трудно раскраивать. Такая ткань, кроме того, сильно загрязняется вследствие притяжения к ней частичек пыли (фото 5).

Картинка 21 из 795 фото 5

Для избежания вредных последствий электризации тел на производстве применяют различные методы борьбы с этим явлением: заземление оборудования, обработка материалов графитом или бронзовым порошком, увеличение влажности воздуха в помещении. В быту при стирке одежды применяют различные антистатики.

1.2. Когда электризация тел полезна

Статическое электричество может быть верным помощником человека.

Маляр без кисточки. Движущиеся на конвейере окрашиваемые детали, например, корпус автомобиля, заряжают положительно, а частицам краски придают отрицательный заряд, и они устремляются к положительно заряженной детали. Слой краски на ней получается тонкий, равномерный и плотный. Расход краски снижается (рис. 8).

hello_html_15c881c2.pngрис. 8

Электрические копчености. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а отрицательным зарядом тушку рыбы. Заряженные частички дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются ею. Все электрокопчение продолжается несколько минут. Прежде копчение было длительным процессом (рис. 9).

hello_html_m2d333423.pngрис. 9

Смешение веществ. Если мелкие частицы одного вещества зарядить положительно, а другого - отрицательно, то легко получить их смесь, где частицы распределены равномерно. Например, на хлебозаводе, при замешивании теста (фото 6).

Картинка 26 из 7145фото 6

Медицина. Влияние статического электричества на организм человека и животного ещё до конца не исследовано. Но уже известно, что электрические разряды, которые возникают вследствие электризации одежды, для людей безвредны, а в некоторых случаях, например при заболеваниях суставов, даже полезны. В медицине статическое электричество используют при создании так называемых электроаэрозолей. Они представляют собой лекарственные вещества в виде очень маленьких заряженных капелек, которые при вдохе проникают в лёгкие человека. Также при помощи статического электричества получают очень красивые ткани типа бархата.

21


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 22 ноября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru


Общая информация

Номер материала: ДВ-193112
Курсы профессиональной переподготовки
124 курса

Выдаем дипломы установленного образца

Заочное обучение - на сайте «Инфоурок»
(в дипломе форма обучения не указывается)

Начало обучения: 22 ноября
(набор групп каждую неделю)

Лицензия на образовательную деятельность
(№5201 выдана ООО «Инфоурок» 20.05.2016)


Скидка 50%

от 13 800  6 900 руб. / 300 часов

от 17 800  8 900 руб. / 600 часов

Выберите квалификацию, которая должна быть указана в Вашем дипломе:
... и ещё 87 других квалификаций, которые Вы можете получить

Похожие материалы

Получите наградные документы сразу с 38 конкурсов за один орг.взнос: Подробнее ->>