Исследовательский проект «Получение электрического тока из фруктов и овощей»

МБОУ «Черёмуховская средняя общеобразовательная школа Новошешминского муниципального района РТ»
Районный конкурс «Земля – планета загадок»
Исследовательский проект
«Получение электрического тока из фруктов и овощей»


Сальцина Елизавета
МБОУ «Черёмуховская средняя
общеобразовательная школа
Новошешминского
муниципального района РТ»
ученица 2 класса
Сальцина Светлана Евгеньевна
МБОУ «Черёмуховская средняя
общеобразовательная школа
Новошешминского
муниципального района РТ»
учитель начальных классов
2016
Оглавление
Введение……………………………………………………………………3
Основная часть
Как работает батарейка……………………………………………….4
История изобретения батарейки……………………………………..5
Для самых любознательных…………………………………………….6
Эксперимент по созданию батареек…………………………………7
Практическое использование батареек………………………..8
Заключение………………………………………………………………...9
Список использованных источников и литературы…………………….10
Приложение
Введение
Мне часто покупают и дарят игрушки на батарейках: музыкальное пианино и синтезатор, телефоны со звуковыми эффектами и лампочками, говорящие и поющие куклы и мягкие игрушки, железную дорогу и другие. Такие игрушки очень удобны тем, что не нужно путаться в проводах, которые включены в розетку. Но когда они перестают работать, мне говорят, что батарейки закончились, сели и нужно поменять их на новые. Мне стало интересно, что означают эти слова, 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 самой попробовать сделать батарейку в домашних условиях из подручных 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:
Познакомиться с принципом работы батарейки.
Создать фруктовую и овощную батарейку.
Экспериментально определить напряжение таких батареек.
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.
II. Основная часть
Как работает батарейка
527494519621500
Для начала разберёмся, что такое электрический ток. Электрический ток — это движение электрически заряженных частиц. Я решила узнать, как устроена обычная батарейка. Вместе с научным руководителем, Светланой Евгеньевной, мы пошли в кабинет физики к учителю Вере Александровне, которая мне 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.

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 -4445190500обнаружено 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».
718127583387500 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
516255030607000( которым и оказывалось в опытах Гальвани тело лягушки) химическая реакция.После множества опытов с разными металлами Вольта сконстру-
ировал 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 положи-
тельным, а на верхнем — отрицательным электричеством. Нам даже известен «день рождения батарейки» - 20 марта 1800 года. 


Для самых любознательных
4544695348805500 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. 354965030416500
В Интернете я увидела фотографию, на которой
запечатлено  устройство, которое можно собрать своими руками. Это электронные часы, использующие вместо батарейки фрукты .
Я провела опрос среди учащихся моего класса, с целью выяснения, знают ли ребята, как устроена батарейка и можно ли сделать батарейку своими руками при помощи фруктов и овощей:
Что содержится в батарейке?
Существуют ли фруктовые и овощные батарейки?
По результатам опроса я могу сделать вывод, что : некоторые ребята знают, что содержится внутри батарейки и как она работает. А про фруктовую и овощную батарейку многие ребята не слышали (Приложение 1).
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 (ведь электрический ток – источник повышенной опасности!) – правда это или нет.
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.
Мною были сделаны гальванические элементы из различных овощей и фруктов: лимон, яблоко, апельсин, киви, картофель, лук, свёкла. В каждом элементе был сделан замер напряжения с помощью мультиметра (Приложение 2).
В результате измерений оказалось, что практически все эти фрукты и овощи дают достаточно высокое напряжение, за исключением лук и свёкла. Самым же неожиданным оказалось, что обычная картошка тоже дает достаточно высокое напряжение. Нас удивило, что фрукты и даже овощи дают электричество! Ведь обычная пальчиковая батарейка, от которой работают часы даёт 1,5 Вольта!
Результаты измерений мы занесли в таблицу (Приложение 3).
Итак, гипотеза нашла своё подтверждение: фрукты и овощи являются источником электрического тока.
Практическое использование батареек 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 V, что в результате наших измерений соответствует картофелине, яблоку, лимону, луку, свёкле.
Изготовление цепи:
Для увеличения напряжения мы соединили последовательно несколько фруктов и овощей, 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 лук с одной стороны, а с другой – воткнули гвоздь.
Шаг 3. Аналогичным образом подсоединили остальные элементы лук-свёкла-картофель-яблоко.
Шаг 4. К яблоку с другой стороны добавили медную проволочку.
Далее мы обнаружили в цепи нужное нам электричество - 3,05 V! (Приложение 4)
Но, проведя опыт с лампочкой (3 V), она не загорелась, т.к. не хватило силы тока. Мы, конечно были расстроены. Но потом папа предложил заменить лампочку на светодиод, получили долгожданный результат: он загорелся! (Приложение 5)
 
Гипотеза также подтвердилась: из фруктов и овощей можно сделать батарейку.
lll. Заключение
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, чтобы загорелась лампочка и заработали электронные часы. Я думаю, что папа мне обязательно в этом поможет.
Работа, которой я занималась, показалась мне очень интересной. Я смогла ответить на интересовавшие меня вопросы. Я училась делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Я научилась определять напряжение  внутри «вкусной» 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!
lV. Список использованных источников и литературы
Моя первая энциклопедия / пер. с англ. В.А.Жукова, Ю.Н.Касаткиной, Д.С.Щигеля - М, 2010
Большая книга "Почему" / пер.с итальянского О.Живаго - М, 2012
Электронный конструктор "Знаток", Бахметьев А.А. - М, 2005
Журнал. «Галилео» Наука опытным путем № 3/ 2011 г. «Лимонная батарейка»
http://htweek.ru/lessons/2015/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Батарея_(электротехника)http://ru.wikipedia.org/wiki/Электрический_токhttp://2fixika.livejournal.com/2207.htmlhttp://s017.radikal.ru/i415/1306/bd/67907be135db.jpghttp://www.bilgidemeti.com/wp-content/uploads/2011/09/alessandro-volta-188x300.jpg http://ic.pics.livejournal.com/ecoprav/40071658/2216/2216_900.jpg http://www.youtube.com/watch?v=h93fzflHXSUПриложение
Приложение 1.

Опрос учащихся 2 класса:
Что содержится в батарейке?
(Из 12 учащихся моего класса ответили – знают 5 человек, не знают – 7 человек)
Существуют ли фруктовые и овощные батарейки?
( Из 12 учащихся моего класса ответили – да – 3 человека, нет – 8 человек, не знаю – 1 человек).
Приложение 2.
Берём картофель, с одной стороны вставляем медную проволочку, а с другой цинковую пластину. Батарейка готова измеряем напряжение.

Подобную работу проделываем с остальными фруктами и овощами.



Приложение 3.
Обычная пальчиковая батарейка, от которой работают часы даёт 1,5 Вольта!

Результаты измерений напряжения мы занесли в таблицу
  Напряжение, V
Картофель 0,82
Свёкла 0,67
Лук 0,65
Яблоко 0,76
Лимон 0,82
Апельсин 0,83
Киви О,83
Приложение 4.
Далее мы обнаружили в цепи нужное нам электричество - 3,05 V!

Приложение 5.
Взяли маленькую светодиодную лампочку. Подсоединили её к контактам цепи. Мой красненький светодиод начинает светиться! (пришлось выключить свет, чтобы лучше было видно)