Исследовательская работа "Поющий апельсин"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Шелковичненская средняя школа»

Исследовательская работа

«Поющий апельсин»

Авторы: Долина София, ученица 3 класса,

Эшмадов Тимур, ученик 4 класса,

МБОУ «Шелковичненская средняя школа»

Руководитель: Швец Алла Владимировна,

учитель начальных классов

с. Шелковичное, 2020г.

Исследовательская работа

«Поющий апельсин»

Содержание

1.     Введение

2.     Основная часть

2.1.          Что такое батарейка?

2.2.          Виды батареек и их использование.

2.3.          Эксперименты по изготовлению батарейки.

3.     Выводы и заключения

4.     Список литературы

1.     Введение

Моя работа появилась благодаря моей тёте, которая подарила мне набор для научных опытов. Мне очень нравятся научные книги и изготавливать интересные поделки.

Мы живём в сельской местности, где часто, особенно зимой (при плохих погодных условиях), выключается электричество. Люди научились приспосабливаться к этим условиям. Закупают свечи, керосиновые лампы, делают самодельные масляные лампадки, приобретают дорогостоящие генераторы. Но бывает так, что все эти методы не всегда выручают, если надо, например, подзарядить телефон, завести часы, включить радио.

     Я заинтересовалась этой темой, и решила поискать информацию в интернете и литературе. Оказывается, учёные изобрели множество способов получения электричества, в том числе и экологического. Для начала я решила попробовать изготовить экологическую батарейку самостоятельно. В одной из книг ученые утверждают, что если у вас дома отключат электричество, вы сможете некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов.  И тогда я подумала, а вдруг фрукты тоже хранят какие-нибудь секреты.

Гипотеза

Можно ли сделать батарейку из фруктов?

Предположим, что дорогие батарейки можно заменить самодельными фруктовыми и овощными батарейками.

         Предмет исследования: получение электрического тока

         Объект исследования: фруктовая  батарейка

Задачи исследования:

1. Ознакомиться с принципом работы батарейки.

2. Создать фруктовые батарейки.

3. Экспериментально определить  напряжение  таких батареек.

4. Постараться завести музыкальный механизм, зажечь лампочку с помощью фруктовой батарейки.

Методы  исследования:

Работа с литературой: энциклопедии, журнальные статьи и специальные справочники, работа с интернет-ресурсами. Беседы с родителями.

Практическая  значимость

1.     Оформить презентацию по теме.

2.     Выступление перед одноклассниками на уроке окружающего мира

3.     Отправить работу на конкурс «Любознайка».

Актуальность  проблемы

Фруктовые батарейки можно использовать дома или на даче для подсветки, включения музыкальных элементов. Полученные мною результаты можно продемонстрировать на уроках «окружающего мира» одноклассникам, а знания о электрическом токе пригодятся в дальнейшей учебе.

2.     Основная часть

2.1.          Что такое батарейка?

     Для начала  я попыталась разобраться, что такое электрический ток. Электрический ток — это движение электрически заряженных частиц. Я решила узнать, как устроена обычная батарейка. Батарейку сама я не разбирала, воспользовалась энциклопедией.

 Любая батарейка или аккумулятор – это  две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Одна пластина подключена к выводу «+», другая – к выводу «-».

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

Перезаряжаемые батарейки можно использовать больше тысячи раз! Благодаря таким батарейкам мы можем сократить количество отходов, которые мы производим. Многие электронные устройства у нас дома можно использовать не только с одноразовыми батарейками, но и с перезаряжаемыми. Почему бы нам не выяснить, какой тип батареек нужен для электронных устройств у вас дома? Возможно, пора начать использовать перезаряжаемые батарейки, чтобы сделать свою жизнь более экологически чистой!

2.2.          Виды батареек и их использование.

Батарейки бывают разнообразной формы и размеров. 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.

Между прочим,  изобретенная 200 лет назад самая первая батарейка работала на основе фруктового сока. Алессандро Вольта в 1800 году сделал открытие, собрав 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.

В процессе исследования я изучила разные виды батареек:

- Батарея повышенной мощности/ Батарея общего назначения – используется для научных экспериментов, настольных часов;

- Щелочная батарея – используется для игровых приставок, игрушек;

- Серебряно-цинковая батарея – используется для наручных часов;

- Никель-металл-гидридная батарея – используется для некоторых видов игрушек, приставок;

-  Никелькадмиевая батарея – используется для электронных игрушек;

- Литиево-ионная батарея – используется для мобильных телефонов, ноутбуков, планшетов;

Свинцово-кислотная батарея – используется для автомобильных батарей.

И это не все виды батареек. Их намного больше!!!

2.3.          Эксперименты по созданию батарейки.

1. Изготовление батарейки с лизунчиком:

Итак, для начала попробуем создать батарейку из лизунчика. В лизунчике содержится вода и такие вещества, которые проводят электричество. Нам понадобится:

1.1. Материал:

-лизунчик;
- изолированная медная проволока (1 м)
- магниевые пластины – для создания отрицательного полюса;
- музыкальный чип;
-медные пластины

- наждачная бумага;

- ножницы, клейкая лента, плоскогубцы;

- амперметр – для регистрации тока.

1.2. Технология изготовления:

1) Возьмем 2 изолированные проволоки по 10 см длиной, зачистим противоположные концы на расстоянии 2 – 3 см;

2) Слегка почистим обе стороны магниевой и  медной пластин наждачной бумагой;

3) Ногтями снимем по 2 см изолирующего слоя с каждой стороны;

4) Проденем концы проволоки через отверстия в пластинах и закрепим концы, обмотав их вокруг проволоки. Затем сожмём это место плоскогубцами, чтобы сплющить его, и наклеим на пластины и проволоку клейкую ленту;

5) Затем обмотаем свободные концы проволоки вокруг проводов от музыкального чипа;

6) Погрузим обе пластины в лизунчик на некотором расстоянии друг от друга.

Музыкальный чип начал издавать звуки, потому что мы сделали батарею из металла и лизунчика. Как и у любой сухой батарейки, у батарейки с лизунчиком есть положительно и отрицательно заряженные полюсы. Медная пластина – это положительно заряженный полюс, а магниевая – отрицательно заряженный полюс.

2. Изготовление батарейки из фруктов и овощей:

Проверим, достаточно тока можно получить, для того, чтобы светодиод начал светиться. Результаты работы свели в таблицу. Обнаружение электрического тока в 1 объекте

Для эксперимента №2 нам понадобится:

2.1. Материал:

- Фрукты  и овощи (апельсин, лимон, яблоко, лук, картофель);

- магниевая пластина;

- медная пластина;

- изолированная проволока;

- наждачная бумага;

- светодиод;

- Музыкальный чип;

- амперметр – для регистрации тока.

Таблица №1

Объект	Результаты
	Количество	Наличие тока	Свечение	Музыкальные звуки
Лук	1	+	_	_
Картофель	1	+	_	_
Яблоко	1	+	_	_
Лимон	1	+	_	+
Апельсин	1	+	_	+
Свекла	1	_	_	_

Из таблицы видно - используя в качестве зарядного устройства один фрукт или овощ, мы не наблюдали свечения светодиода, но для получения музыкального эффекта хватит лимона или апельсина. Думаем, это потому что на одном фрукте или овоще создается малое напряжение. Его недостаточно, для того чтобы загорелся светодиод.

2) Изготовление цепи. Для увеличения напряжения мы включаем последовательно несколько фруктов или овощей, создаваемое напряжение зависит от их количества. Обнаружение электрического тока в цепи.

Таблица 2

Объект	Результат
	количество	свечение	количество	свечение	количество	свечение
Лук	2	–	3	–	4	+
Картофель	2	–	3	–	4	+
Яблоко	2	–	3	–	4	+
Лимон	2	–	3	+	4	+
Апельсин	2	-	3	+	4	+
Свекла	2	-	3	-	4	-

Наш опыт успешно выполняется, если в цепи 3 или 4 фрукта или овоща.

Таким образом, экспериментально было выявлено, что одного фрукта или овоща не достаточно, чтобы светодиод начал светиться. Поэтому увеличивал число фруктов и овощей до 3-4 штук. До завершения работы мы держали 4 дня светодиод горящим. Сила тока уменьшалась. Свечение светодиода становилось не ярким. Чтобы продлить жизнь батарейки нужно дополнительно помять фруктовый или овощной элемент (для появления сока) или сделать новые проколы для электродов.

Также эксперимент показал, что свекла напряжения не имеет.

Мы решили сравнить с экономической точки зрения, что выгоднее обыкновенная батарейка или фруктовая и овощная.

Примерные цены:

Таблица 3

яблоки	1 кг	60 рублей
Лимон	1 кг	120 рублей
Картофель	1 кг	25 рублей
Лук	1 кг	30 рублей
Апельсин	1 кг	100 рублей
Батарейка	1 штука	25 рублей

Из таблицы видно, чтобы сделать фруктовую и овощную батарейку понадобится больше затратить денег, чем на обыкновенную батарейку. Обыкновенные батарейки служат дольше, чем овощные.

Выводы и заключения.

Проведенные эксперименты, позволят сделать выводы:

·         Из литературы - биологические объекты имеют свой электрический ток;

·         Из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются апельсин, лимон, картофель (светодиод горит дольше), музыка играет громче;

·         Все фруктовые и овощные батареи, состоящие из четырех элементов, дают свечение светодиода, музыкальный чип играет (ток и напряжение достаточны);

·         С течением времени быстрее убывает напряжение и ток у овощных батареек, а медленнее – у фруктовых (цитрусовых);

·         С экономической точки зрения будет выгоднее обыкновенная батарейка.

Заключение

Наша гипотеза о замене дорогих батареек фруктовыми и овощными батарейками подтвердилась частично, фрукты и овощи могут служить источниками тока, но экономически не выгодны.

Данная тема нас заинтересовала, поэтому в дальнейшем планируем выяснить, сколько овощей или фруктов потребуется для работы электронных часов.

Список литературы.

1. Журнал. «Галилео» Наука опытным путем. (стр. 9 – 12) № 3/ 2011 г. «Лимонная батарейка»
2. Журнал «Юный эрудит» (стр. 18 – 21) № 10 / 2009 г. «Энергия из ничего»

3. В. Н.Витер «Фруктовая батарейка». Журнал «Химия и химики»(стр.134-137)№8 «2009г».
4. Карл, Снайдер (1998). «Необычная химия обычных вещей» (3-е издание).(стр.258-271).Нью-Йорк: издательство Джон Уайлс энд Санс.