Исследовательский проект «Насколько опасны электрические силы в нашей жизни?» (8 класс)

ВСЕРОССИЙСКАЯ ДЕТСКО-ЮНОШЕСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ В ОБЛАСТИ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ «МИР В НАШИХ РУКАХ!»
Исследовательский проект
«Насколько опасны электрические силы в нашей жизни?»
Потапова Анастасия и Шишинова СофияМБОУ «Гимназия №46»,г. Ростов-на-Дону, 8 класс
Научный руководитель:Борзенко Светлана Александровна,учитель физики
г. Ростов-на-Дону2016 год
Введение.
Мир электрических явлений многообразен. Пожалуй, каждый согласится с тем, что сегодня вряд ли можно обойтись без электричества. Электрическая плита, 444552768500стиральная машина, компьютер, телевизор, да и обычная лампочка - все это присутствует в нашей жизни. Многие из нас познакомились с электричеством ещё в далеком наивном детстве. Загадочные розетки внушали нам страх и любопытство одновременно. Каждый день мы пользуемся бытовыми электрическими приборами, носим синтетическую одежду, пользуемся транспортом и очень часто забываем, что может случиться непредвиденное. Случайность, небрежность, невнимательность, торопливость могут привести к беде - пожару, поражению током, получению травм и даже к гибели… Чтобы уберечь себя от Его Величества-Электричества, мы хотим разобраться какую опасность оно несет.
Первый шаг к предупреждению и преодолению опасностей - это изучение причин этих опасных явлений и способы борьбы с ними. Проводя исследовательскую работу, мы хотим укрепить свои знания и «подружиться» с Электричеством. Так совпало, но именно сейчас по физике мы проходим «Электрические явления», поэтому нам вдвойне приятно исследовать это замечательное изобретение человека! Кто же станет нашим проводником и местом исследований и открытий? МБОУ «Гимназия №46»!Именно для Вас мы собрали самый интересный материал: открытия, наблюдения, анализы, множество фотографий, много личных вкладов в работу и конечно теоретический материал, который будет подтверждать наши мысли и гипотезы. Мы готовы начать наше исследовательское путешествие! А Вы? Тогда начинаем… Мы думаем, чтобы научится бороться с опасными явлениями, нужно сначала их изучить. 2. Электричество
Когда говорят об электричестве, электрических приборах, то имеют в виду электрический ток в них. Так что же такое электрический ток? Давайте разбираться. Мы знаем, что в телах имеются электроны, обладающие отрицательным зарядом, и движением которых объясняются различные электрические явления. Электрическими зарядами могут обладать и более крупные частицы вещества-ионы. Следовательно, в проводниках могут перемещаться различные заряженные частицы. Отсюда вытекает определение: электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц.(1) Отлично! Продолжаем наше путешествие и следующая станция-электризация тел.
4445602805500Кстати, именно с электризации тел начиналось изучение электрических явлений. Проведем опыт. Поднесем наэлектризованную эбонитовую палочку к гильзе, изготовленной из металлической фольги и висящей на шелковой нити. Что же мы видим? Гильза сначала притягивается к палочке, затем отталкивается от нее. Почему так происходит? Мы выдвигаем гипотезу, что одно из тел заряжается положительно (тело теряет электроны), а другое – отрицательно (тело приобретает электроны). Действительно, электризация тел трением (статическое электричество) - это явление, при котором тело, получившее после натирания способность притягивать другие тела, наэлектризовано.(6) Наэлектризованные тела при соприкосновении с окружающими телами искрят - наблюдаем разряд. Искры могут привести к пожару.В настоящее время увеличился интерес к «электричеству от трения» - статическому электричеству. Главная причина этого интереса - неприятности, а иногда и беды, которые это электричество доставляет людям, забывающим о технике безопасности. Еще в прошлом столетии были известны случаи вредного действия статического электричества. Например, кожаные и прорезиненные ремни, наэлектризовавшись на вращающихся шкивах, могут стать источником искрового разряда. Он особенно опасен, если в воздухе висит мелкая горючая пыль (скажем, мука): проскочившая искра может вызвать взрыв и пожар. Кстати, интересный факт: Янтарь, названный греками за его цвет и блеск «электрон», что значит «солнечный камень», после натирания притягивал к себе мелкие пушинки, соломинки, бумажки. Отсюда произошло, правда, намного позже, и само слово электричество.Во избежание вредных последствий в технике применяют различные меры борьбы. Основной метод уменьшения электризации – заземление оборудования. Машины-бензовозы сзади всегда имеют толстую цепь, которая касается земли. Накапливающиеся при трении жидкости о корпус машины заряды стекают в землю. При трении о воздух электризуется самолет. Прежде, чем трап коснется самолета, с борта сбрасывают металлический трос, по которому заряды с корпуса стекают в землю.(5)Однако, проведя необходимые опыты, мы выяснили, что заземление не помогает, если оборудование изготовлено из диэлектрика. Что такое диэлектрики? Это тела, через которые электрические заряды не могут переходить от одного тела к другому. Материалы – диэлектрики (эбонит, янтарь, фарфор, различные пластмассы) подвергаются специальной переработке. Например, ленты транспортеров покрываются графитом или бронзовым порошком.(5)
Следующая станция очень загадочная опасная, но очень интересная – атмосферное электричество. Молния-это величественное и грозное явление. В древности гроза вызывала ужас и поклонение. Уже в древности жрецы использовали электричество атмосферы для получения «небесного огня» во время жертвоприношения. С этой целью в египетских храмах строили высокие деревянные мачты, обитые медными листами. Специальное устройство собирало электрический заряд , достаточный для того, чтобы убить искрой человека или животное. Не удивляйтесь, но в среднем на планете одновременно происходит около 1800 гроз. Каждую секунду бьют примерно 100 молний.(6) С незапамятных времен это поражающее воображение явление природы заставляло человека искать и придумывать самые разные приспособления для защиты от ударов молнии.Проходили десятилетия, а человек никак не мог разобраться в загадочной природе молний и научно обосновать методы защиты. Причиной этого была полная не изученность электрических явлений в атмосфере. Но, прекрасный американский физик Бенджамин Франклин во время грозы сумел извлечь электрические искры из облаков с помощью воздушного змея и на ряде опытов показал, что электричество, полученное от грозовых туч, ничем не отличается от электричества, полученного трением. С тех пор, загадочная природа молнии была раскрыта.
Разряд молнии – это электрический заряд, во много раз больший, чем заряд от трения, поэтому он таит в себе большую опасность для человека. И только после триумфа Франклина стало известно, что точно такой же вывод, но только на год раньше, в Петербурге, сделал русский академик, наш замечательный соотечественник Михаил Васильевич Ломоносов.(6) Много ученых, пыталось познать силу молний, но она была с ними беспощадна. Поэтому стоит выполнять правила поведения во время молнии.Проходим на свои места, уважаемые путешественники, мы отправляемся в путь! Наверное, когда-то Вы задавались вопросом : «Что произойдет, если цепь замкнется не так, как предусмотрено конструкцией цепи и электроприбора, а напрямую, минуя электроприбор? Так вот, друзья, произойдет самый страшный виновник пожаров- это короткое замыкание.
Печальная статистика МВД России называет короткое замыкание как одну из наиболее частых причин пожаров.(1)
509270778573500499746775716000
При коротком замыкании сопротивление сети сильно падает, и в результате сила тока в цепи резко возрастает. А, как известно, количество теплоты, выделяемое на участке цепи, пропорционально квадрату силы тока на этом участке (закон Джоуля-Ленца). Так, если при коротком замыкании ток увеличится в 20 раз, то количество тепла, выделяющееся при этом, возрастет примерно в 400 раз! Вот почему короткое замыкание может вызвать расплавление проводов, воспламенение изоляции и, в конечном итоге, может привести к возгоранию горючих предметов вокруг места короткого замыкания, и к пожару.39700202588895Плавкие предохранители
0Плавкие предохранители
361886596012000 (7)Итак, дорогие путешественники не используйте шнуры с поврежденной изоляцией и самодельные нагреватели и убедительная просьба не включайте несколько мощных приборов в одну розетку! И все у Вас будет замечательно! Наверно, вы задались вопросом как не допустить коварного огня при коротком замыкании? Тут все просто! В быту и на производстве используют предохранители. Их делают из легкоплавкого материала. В случае сильного увеличения силы тока этот материал плавится или сгорает и размыкает цепь задолго до того, как в цепи произойдут более серьезные последствия. Пожертвовавшего собой маленького героя заменяют новым. (7) Конечно, в детстве родители Вам говорили, что: «нельзя сувать пальцы в розетку», но мы все же хотим еще раз это повторить, ибо повторение-мать учения!
15868653873500
Не прикасайтесь к обвисшим или оборванным проводам; провода с поврежденной изоляцией – источник поражения током. Следите за тем, чтобы маленькие дети не играли с розетками, не ковыряли в них ножницами, шпильками, булавками. Не подключайте к одной штепсельной розетке одновременно несколько электроприборов. Перегрузка проводов грозит возникновением пожара. Следите за исправным состоянием электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, а также шнуров, при помощи которых электроприборы. Телевизоры и радиоприемники включаются в электросеть. Не пользуйтесь в ванных комнатах никакими электроприборами и переносимыми лампами: здесь повышенная влажность, полы токопроводящие, водопроводные и газовые трубы соединены с «землей». Все это представляет особую опасность при пользовании электроэнергией. Не вбивайте гвозди и шурупы для подвески штор, картин, полок в квартире, где электропроводка скрыта в стенах. Вы можете повредить скрытую электропроводку и подвергнуться поражению током.(4)
3.Вывод
Мы укрепили наши знания, подружились с электричеством, провели опыты, разобрались, что электрический ток - это упорядоченное движение заряженных частиц, убедились на опыте, что электризация-это это явление, при котором тело, получившее после натирания способность притягивать другие тела, становится наэлектризованным. Это явление очень опасно и может привезти к пожару, поэтому, стоит пользоваться правилами предосторожности. Узнали, что молния-виновник пожаров атмосферного электричества. Короткое замыкание – одно из самых частых причин пожаров и с ним можно «бороться» и вновь повторили правила безопасности с электрическими явлениями.
Человечество подчинило себе одну из самых могущественных природных сил, которая, однако, до сих пор скрывает множество тайн. Исследования в области электроэнергетики ведутся непрерывно. Каждый год появляются новые открытия и предлагаются свежие решения. Кто знает, возможно, в скором времени мы исполним мечту Николы Тесла: электричество будет передаваться без проводов в каждый уголок планеты, станет дешевым или вовсе бесплатным.(3)
А пока что — уходя, гасите свет.

4. Библиографический список:
Что такое электричество?:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE
Интересные факты:
http://ispu.ru/node/10951Тайны тока:
http://mtrpl.ru/electricity http://electrolibrary.info/azbuka.htmТехника безопасности при работе с электрическими приборами:
http://kyrgpress.org.kg/domashnie_dela/619-tehnika-bezopasnosti-i-pravila-obrascheniya-s-elektropriborami.htmlУчебник по физике А. В. Пёрышкина, издательство «Дрофа».
Загадочное явление - молния:
http://allforchildren.ru/why/whatis59.php7). Все о коротком замыкании:
http://allforchildren.ru/why/whatis83.php

Приложение
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ
Французский физиолог Жан-Антуан Нолле в 18 веке показывал необычные для того времени опыты. В одном из них он с помощью электричества заставил подпрыгнуть две сотни монахов.
Эдисон не изобретал электрического света – это изобретение даже не было сделано в его лаборатории. За четыре десятилетия до рождения Эдисона, английский учёный Сэр Хамфри Дэйви изобрёл дуговое свечение (с использованием карбоновой нити). На протяжении многих лет, множество исследователей улучшали открытие Дэйви. Была одна проблема: ни одно из улучшений не горело более 12 часов (из-за разрыва нити). Достижение Эдисона заключалось в том, что он подобрал соответствующую нить, которая могла гореть много дней.
Многие единицы физических величин в электротехнике носят имена ученых. Но интересно, что лишь один из них, а это был Георг Ом, дважды удостоен такой чести. Всем знакома единица измерения сопротивления «Ом», но оказывается, что в некоторых странах физическую величину, обратную сопротивлению — электропроводность, измеряют в величинах, называющихся «мо».
 Самый крупный источник энергии для электростанций – уголь. В то время, когда уголь сжигается, в топках котлов нагревается вода. А когда пар от нагретой воды поднимается, он вращает турбины генераторов.
Электричество не только играет важную роль в жизни человека, но и в его здоровье. Сокращаясь, мышечные клетки сердца производят электроэнергию. Именно благодаря этим импульсам электрокардиограмма измеряет ритм сердца.
Электричество можно выработать из ветра, воды, солнца.
Электричество движется со скоростью света или же более 300 тыс. километров в секунду
Молния представляет собой разряд электричества в атмосфере. Молнии могут путешествовать на скорости до 210 тыс. км/час, и достигать температуры почти 30000° C.
 Достаточно часто можно заметить на высоковольтных ЛЭП птиц и удивляться, почему ток не приносит им вреда. Оказывается, тело птицы – очень плохой проводник. Там, где птичьи лапки прикасаются к проводу, создается параллельное соединение, и так как провод намного лучше проводит электричество, на саму птицу воздействует очень малый ток. Однако если пташка прикоснется к заземленному предмету (например, к металлической опоре), возникшее напряжение моментально ее убьет.
Наилучший проводник электричества и тепла (из широкодоступных материалов) — серебро. Причина, по которой в электрооборудовании применяют медные, а не серебряные провода, состоит в том, что медь – второй по проводимости элемент – более дешевый.(2)

.