Научно – исследовательская работа
« Электричество – путь к прогрессу»
Содержание
Введение
Актуальность и важность 3
Что такое электричество? 4
Альтернативные источники энергии. 5 - 6
Статическое электричество. 6
Опыты со статическим электричеством 7
Выпуск листовок «Береги электричество» 8
Выводы 8
Заключение 8
Список используемой литературы 9
Приложение 10 - 12
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире мы не можем себе представить жизнь без электричества. Как можно обойтись без освещения и тепла, без телефона, компьютера и телевизора? В нашу жизнь электричество настолько глубоко проникло, что мы даже порой не задумываемся, что это за такой волшебник – электричество. Меня всегда волновал вопрос: « Откуда идёт электричество? Как оно образовывается?
В нашем современном мире уже существует нетрадиционная энергия. Но что это такое? Я заинтересовался этим вопросом, и решил для себя сделать открытие в этой науке.
АКТУАЛЬНОСТЬ И ВАЖНОСТЬ
Актуальность моей работы заключается в том, что наша жизнь невозможна без электричества. Электричество таит в себе много удивительных, волшебных сил и загадок, но мы сможем их разгадать!
Целью исследовательской работы является:
Узнать, что такое электричество, его роль в жизни человека.
Для достижения цели поставлены следующие Задачи:
Изучить литературу и интернет источники об электричестве;
Получить знания о новых источниках энергии;
Познакомиться со статическим электричеством;
Исследовать электричество с помощью опытов;
Сделать выводы.
Выпустить памятку «Береги электричество!»
Выдвинули гипотезу: если открыть тайны электричества и правильно использовать, то оно станет хорошим другом и помощником.
Объект исследования: электрический ток.
Предмет исследования: природное электричество, статическое электричество.
Методы проведения исследования:
Изучение литературных источников, интернет – ресурсы;
Наблюдение;
Сравнение;
Проведение опытов;
Анализ полученных данных;
Обобщение.
Теоретическая значимость: Развитие любознательности, исследовательской мысли, устойчивого интереса по данной теме. Изучение и систематизация материала.
Практическая значимость: Современная жизнь невозможна без электричества. Результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире, помогут в повседневной жизни.
ЧТО ТАКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Для чего нам электроэнергия и насколько она помогает нам жить?
Не имея определённых начальных знаний об электричестве, мне тяжело представить, как работают электрические приборы, почему вообще они работают, почему всё электрическое надо включать в розетку, чтобы они заработали, Итак буду разбираться во всём по порядку.
Изучив материал об электроэнергии в энциклопедии, в интернете, я приобрёл много знаний и выяснил, что электричество – это природное явление, подтверждающее существование, взаимодействие и движение электрических зарядов. Электричество впервые было обнаружено ещё в двенадцатом веке до нашей эры греческим философом Фалесом. Фалес обратил внимание на то, что если кусочек янтаря потереть о шерсть, он начинает притягивать к себе лёгкие предметы. Янтарь на древнегреческом языке – электрон.
Далее, я узнал, что такое электрический ток.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК (обозначение I), движение ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ, обычно - поток ЭЛЕКТРОНОВ по ПРОВОДНИКУ или ионов по ЭЛЕКТРОЛИТУ либо в газовой среде. Условлено считать, что ток движется от положительного конца цепи (АНОДА) к отрицательному (КАТОДУ), хотя на самом деле электроны движутся по проводнику в противоположном направлении. Ток измеряют в АМПЕРАХ. Постоянный ток движется непрерывно в одном и том же направлении, переменный регулярно меняет направление. Частоту переменного тока измеряют в ГЕРЦАХ (Гц). Частота тока, применяемого для бытовых нужд.
Ознакомившись с понятиями, я сделал выводы о том, что электричество – эффект, вызванный движением и взаимодействием заряженных частиц. В некоторых веществах отдельные электроны не удерживаются атомами и свободно перемещаются между ними. Электроны, покинувшие свои атомы, называются свободными. Такие электроны есть, например, в любом металле. Именно свободные электроны при определённых условиях начинают двигаться в одном направлении, образуя электрический ток. Трудно вообразить себе, какое огромное количество электронов движется по электрическим проводам, выполняя ежедневно полезную работу для всего человечества. От этого идёт освещение улиц и домов, движется транспорт, работают все электроприборы.
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
У нас в школе проходил классный час по теме «Нетрадиционные источники энергии».
Нас знакомили с видами нетрадиционной энергии. Нам рассказывали, какие источники экономичны, а какие нет. Так как я занялся этим проектом, то решил сам исследовать и понять, какие источники энергии более рациональны, а какие менее.
Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии — «встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию». Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Причина поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.
Электричество производят на разного рода электростанциях. Отличаются они тем, какой источник используется для производства электроэнергии, а похожи по способу получения электричества.
Электроэнергия создаётся при помощи электрогенератора. Чтобы выработать электроэнергию в генераторе, необходимо вращать турбину. Это возможно либо при помощи подачи потока воды реки или ветра, либо пара, который получают, нагревая обычную воду. Для нагрева используют тепло, выделяющееся при сгорании угля, нефти, газа или ядерных реакциях с атомами урана.
Атомные электростанции работают на уране, при делении ядер которого высвобождается огромное количество энергии. Поэтому они являются очень мощными производителями электричества. Кроме того, сегодня электроэнергию на АЭС вырабатывают безопасным и экологически чистым способом.
Тепловые электростанции для получения электроэнергии сжигают различные виды топлива (уголь, мазут, газ), добываемого под землёй. Но запасы могут закончиться, потому что восстановление ископаемых происходит гораздо медленнее, чем использование их человеком.
Гидроэлектростанции – чистые, не загрязняющие окружающую среду – используют для получения энергии неистощимые потоки воды. Однако плотины влияют на экосистему и требуют для строительства особых условий. Поэтому количество мест, где их можно построить, ограничено.
Морские приливы могут быть использованы на приливных электростанциях для получения электроэнергии. В основе работы таких станций лежит перепад уровня моря от прилива к приливу и обратно.
В некоторых частях планеты всё ещё продолжается вулканическая деятельность, и выход горячего пара может быть использован. Такая электростанция на подземном тепле называется геотермальной. Геотермальные воды уже применяются для обогрева целых жилых комплексов в России, на Камчатке.
Солнце – мощнейший «ядерный реактор», дающий нам своё тепло. Солнечная энергия практически неисчерпаема, но не всегда доступна. Например, такие станции не работают ночью, неэффективны в утренние часы. Кроме того, солнечные установки дорогостоящие и занимают большие территории.
Энергию ветра тоже можно превратить в электрическую. Высокая стоимость электроэнергии, маленькая мощность и непостоянство работы ветроустановок, а также их неблагоприятное воздействие на живой мир (например, изменение пути миграции перелётных птиц) – вот некоторые трудности использования ветровой энергии.
Но поиск и исследования новых источников энергии продолжается.
СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Я часто замечал треск, когда ходил по шерстяному ковру, при надевании свитера, расчёсывании волос, и задавался вопросом: « Почему это происходит?»
Изучив литературу, я понял, что предметы заряжаются электричеством просто при трении. Это происходит потому, что электроны из одного материала переходят в другой. Из – за отсутствия проводника заряд скапливается на поверхности материала. Электрический заряд, который удерживается материалом на поверхности, называется статическим электричеством.
Статическое электричество – одно из интереснейших явлений природы. Действие статического электричества основано на том, что все предметы имеют положительный электрический заряд и отрицательный. Положительно и отрицательно заряженные объекты притягиваются друг к другу, как магнит, - поскольку один из них желает сбросить лишние электроны, а другой, наоборот, получить их. Статическое электричество относительно безопасно для человека. Когда статическое электричество становится достаточно мощным, электроны перескакивают с одного предмета на другой в таком количестве, что это порождает видимую электрическую искру (электрический разряд).
А если одним из объектов, между которыми перескакивают электроны, являемся мы, то почувствуем легкий «удар».
ОПЫТЫ СО СТАТИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРИЧЕСТВОМ
Наглядно «волшебство» статического электричества я проверил на опытах.
Опыт № 1
Для проведения опыта мне понадобился воздушный шарик и шерстяной шарф.
Я взял воздушный шарик за нитку и поднёс к нему шерстяной шарф на некоторое расстояние. Что произошло? В этом случае ничего не произошло. Тогда я потёр шерстяным шарфом воздушный шарик и поднёс их друг к другу. Что произошло? Во втором случае шарик и шарф притягиваются друг к другу.
Вывод:
Протирая шар шерстяным шарфом, я создал на этих предметах статическое электричество. До того как потереть шарик шарфом, оба этих предмета остаются нейтрально заряженными.
После того как их потёрли, электроны из шарфа переходят в шарик. От этого шарик становится отрицательно заряженным, а шарф приобретает положительный заряд. Они притягиваются друг к другу, потому что их противоположные заряды притягиваются.
(ПРИЛОЖЕНИЕ 1)
Опыт № 2
Для проведения опыта мне понадобился воздушный шарик, шерстяной шарф и кусочки бумаги.
Я разорвал на мелкие части небольшой кусочек тонкой бумаги. Шариком прикоснулся к кусочкам бумаги, и поднял его, бумажные кусочки остались лежать на столе. Затем я зарядил шарик, потерев её о шерстяной шарф. Поднёс его к листочкам бумаги и увидел чудо! Листочки прилипают к шарику, причём они реагируют ещё до соприкосновения с ним.
Вывод:
Значит, в результате соприкосновения и трения шарик приобрёл новое качество – он стала притягивать к себе лёгкие тела с силой, значительно превышающей силу гравитации.
Что же это за явление? Это взаимодействие называется электростатическим, а палочка стала наэлектризованной. Заряд, создавая вокруг себя электрическое поле, действует на расстоянии на эти кусочки бумаги и электризует их.
(ПРИЛОЖЕНИЕ 2)
Опыт № 3
Для проведения опыта мне понадобилось 2 воздушных шара и лист бумаги.
Я взял два воздушных шара и потёр каждый из них бумагой. Убрал бумагу и держал на нитках оба шара. Что произошло? В это случае, шарики отталкиваются друг от друга. А когда я взял лист бумаги и поставил между висящими шарами, то шарики притянулись к бумаге и сблизились друг к другу.
Вывод:
Воздушные шары и лист бумаги – разные материалы. После того как потёрли шары бумагой, они наэлектризовались одинаково, т. е. приобрели 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.
(ПРИЛОЖЕНИЕ 3)
«БЕРЕГИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО» листовки
Завершая свою научно – исследовательскую работу я провёл беседу с ребятами об экономии электроэнергии с целью создания условий для привлечения внимания учащихся и их родителей к проблемам использования энергии, экономии энергии и энергоресурсов, охране окружающей среды. Выпустил листовки и раздал ребятам. (ПРИЛОЖЕНИЕ 4)
ВЫВОДЫ
В результате проделанной работы я узнал о таком явлении, как электричество. Познакомился с понятиями «электричество», «электрический ток»
Узнал об альтернативных источниках энергии.
Изучив различные источники, я узнал, что такое статическое электричество и почему оно образуется.
Проведя опыты, я узнал, как и когда образуется статическое электричество.
Проведя исследовательскую работу, я доказал, что электричество является составной частью природы, окружающего мира. Оно присутствует во всём: в каждой частичке нашей планеты, в пространстве, в самом человеке. Моя гипотеза верна.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итог моей научно – исследовательской работы, можно сказать, что без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно. Нельзя обойтись без тепла, освещения, телефона, компьютера. Электричество настолько глубоко проникло в нашу жизнь, что мы порой даже и не задумываемся, как оно нам помогает в нашей жизни. Интересно было узнать что существуют различные виды электростанций, но самыми распространёнными в мире являются тепловые, атомные и гидроэлектростанции. А также энергию можно получать и от природы (энергия ветра, энергия солнца и т. д.)
Как оказалось, изучение «электричества» - это очень большая и сложная работа, которая требует больших знаний. Работая с разными источниками, я узнал много нового и интересного об электричестве. Для меня было открытие, когда я изучил что такое статическое электричество. Оказывается, это электричество, которое возникает от трения. Оно возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного).
Моё исследование доставило мне огромное удовольствие. Было очень интересно проводить опыты. В завершении своей работы я провёл беседу с ребятами об экономии электроэнергии и раздал всем листовки для ознакомления.
Методом изучения литературных и интернет источников, наблюдения, сравнения и проводя опыты, я подтвердил свою гипотезу: если открыть тайны электричества и правильно использовать, то оно станет хорошим другом и помощником.
Ток невидим, а потому особенно коварен. Чтобы электричество не было опасным, надо правильно себя с ним вести и тогда оно будет другом, а не врагом. Для этого нужно соблюдать технику электробезопасности, которую должен знать не только взрослый, но и ребёнок, чтобы обезопасить свою жизнь.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Горев Л. Занимательные опыты по физике. Просвещение. М. 1985г.
Интернет. Занимательная физика, Электричество
Интернет Урок по окружающему миру "Откуда в наш дом приходит электричество?"
Исследовательский проект «Удивительное электричество»
Клуб “Маленькие находчивые физики”
Ланина И.Я. Внеклассная работа по физике. Просвещение
Национальный научно-учебный центр физики частиц и высоких энергий (БГУ) 2012.March.15
Поваляев О.А, Надольская Я.В. Юный физик 1 Электричество.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
