Исследовательская работа на тему «Как использовать энергию хомячка. Преобразование механической энергии в электрическую»

Исследовательская работа на тему «Как использовать энергию хомячка. Преобразование механической энергии в электрическую»

Вяткин Егор Алексеевич

Научный руководитель: Сорокина Светлана Валерьевна

АННОТАЦИЯ

В данной работе описывается, как можно будет получать электроэнергию, достаточную для освещения поверхности рабочего стола, горения гирлянды, используя для этой цели домашнего хомяка.

В работе представлена информация о принципах работы электрического генератора, основных понятиях.

В практической части дается описание последовательного изготовления электрического генератора.

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ

В современном мире очень много электрических машин. Они приводят в движение массу механизмов: лифты в домах, насосы в колодцах и на нефтяных скважинах, эскалаторы, троллейбусы и трамваи – список можно продолжать и продолжать. Электрические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую (приложение1), или электродвигатели, могут выполнять различные функции, обладать достаточно большой мощностью, иметь сложную систему управления, получать питание от постоянного или переменного тока, но в основе их работы лежат одни и те же законы. Но меня очень заинтересовал вопрос, а возможно ли наоборот, механическую энергию превратить в электрическую, и как это сделать в домашних условиях. Так родилась идея моего проекта.

Цель и задачи проекта

Целью моего проекта было понять, как же происходит превращение механической энергии в электрическую.

Для этого необходимо было решить следующие задачи:

Разобраться, что за физическое явление лежит в основе работы электродвигателя.

Собрать простую действующую модель электрического генератора, наглядно иллюстрирующую принцип его работы.

Гипотеза.

Возможно, модель собранного мною электрического генератора, будет служить наглядным пособием в старших классах при изучении темы «Механическая и электрическая энергии».

Продукт.

Модель электрического генератора.

Методы и приемы.

-работа с научной, художественной литературой и Интернет-ресурсами (приложение 2),

-практическое исследование.

В ходе работы над проектом я узнал много нового и интересного про электрическую энергию. Изучил технологию изготовления электрического генератора из подручных материалов. Теперь я могу рассказать, как построить макет генератора, что такое механическая и электрическая энергии. Познакомившись с моим проектом, ребята, возможно, тоже захотят узнать много про электрическую энергию и как ее получить в домашних условиях.

Обоснование проекта.

Мне 6 лет, я многое знаю и умею. Меня всегда интересовало, почему горит лампочка, откуда берется электричество и возможно ли с помощью подручных материалов создать модель генератора в домашних условиях.

Теоретическая часть.

Электричество похоже на множество маленьких сердитых пчелок, которые бегают по проводам и заставляют приборы работать. Увидеть их невозможно, не стоит и пытаться. Игры с током всегда плохо заканчиваются - электричеством может сильно ударить, обжечь, а то и убить. Не зря взрослые объясняют, что электрический ток - это очень опасно. Так что от розеток и проводов лучше держаться подальше.

Повелевают электричеством только специально обученные люди - электрики. Они, словно волшебники, соединяют провода в большую паутину, устанавливают переключатели, рубильники и розетки. Или, как говорят в умных книжках, производят электромонтажные работы. Электричество может быть разной силы и напряжения. В розетке напряжение составляет 220 Вольт, что очень опасно для жизни человека. А вот в батарейках оно маленькое, всего от 1,5 до 9 Вольт, поэтому человеком практически не чувствуется. Каждый электроприбор, будь то лампочка, игрушка или телевизор, рассчитан на определенное напряжение. Если электричество обладает маленьким напряжением, прибор может не заработать. Если же значение его большое - может испортиться или даже загореться. Поэтому не стоит, например, пытаться подключить к часам или игрушке 9-вольтовую батарейку. Скорее всего, она больше никогда не заработает. И уж, конечно, никаких опытов нельзя производить с электрической розеткой или проводами. Нельзя, к примеру, резать провод или слишком его перекручивать - может случиться короткое замыкание, взрыв и пожар.

Получают электричество на специальных станциях. Оно может возникать из солнечной энергии, падающей воды, специальных устройств - генераторов, либо получаться при возникновении какой-либо химической реакции. Например, если к лимону присоединить два электрода - цинковый и медный, можно добыть электричество, достаточное для питания небольших часов. Подобная же схема получения электричества используется в батарейках и аккумуляторах. Также электричество может получаться при трении пластмассовой палочки о шерстяную поверхность. Именно так оно и было открыто, правда, первые ученые вместо пластмассы использовали янтарь.

Электричество человек использует везде, на нем работают абсолютно все современные приборы. Поэтому профессия электрика всегда остается почетной и необычайно востребованной. Впервые с электричеством дети знакомятся в школе, на уроках физики (рис.1), где им рассказывают почти все тайны этого уникального, но вместе с тем опасного явления, в том числе и как механическая энергия превращается в электрическую.

Рис.1

Практическая часть. Технологическая последовательность изготовления генератора.

Я решил попробовать своими руками собрать наиболее простой по конструкции электрический генератор. В этом мне поможет мой питомец хомяк.

Этап 1:

Посмотрел типы электрических генераторов в энциклопедиях, интернете (приложение3)

Определил замысел макета генератора.

Этап 2:

Определил материалы для работы.

Приготовил необходимые инструменты.

Этап 3:

Изготовление отдельных частей установки.

Сборка устройства для запуска генератора.

Окончательная доработка готовой установки.

Этап 4:

Запуск установки.

См. приложение

Заключение

Построена простейшая действующая модель, наглядно иллюстрирующая принцип превращения механической энергии в электрическую.

Разработанная модель может быть при необходимости использована на уроках физики в качестве наглядного пособия по теме «Электричество».

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Блудов М. И. Беседы по физике. Ч.II, - М.: «Просвещение», 1985.

Большая иллюстрированная энциклопедия, - «Ридерз Дайджест», 2009.

Горев Л. А. Занимательные опыты по физике, - М.: «Просвещение», 1985.

Томилин А.А. Рассказы об электричестве - www.Lib.MN

Физика – юным. Теплота. Электричество. Книга для внеклассного чтения Сост. М. Н. Алексеева, - М.: «Просвещение», 1980.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3.

Приложение 4

Нам понадобится беговое колесо.

Кусочек фанеры, в которой делаем отверстие дрелью.

Вставляем в фанеру крепление от колеса.

Прикрепляем нашу фанеру к доске.

Одеваем на крепление колесо.

Далее нам понадобится дешевый фонарик, который работает от одной батарейки. Это очень важно!!! Из фонарика берем светодиод (лампочку) и детали для преобразования напряжения.

Берем небольшой моторчик.

Из набора лего берем шайбочку и одеваем её на наш моторчик.

Теперь соблюдая полярность, припаиваем внутренности батарейки к генератору. И с помощью клея приклеиваем моторчик к доске.

Дальше нам понадобится обычная резинка, из которой вытягиваем более мелкую резинку.

Прикидываем расстояние от моторчика до колеса и связываем резинку.

Одеваем резинку на моторчик и колесо.

Прокручиваясь колесо будет передавать крутящийся момент на генератор, а он будет вырабатывать электричество и наш фонарик засветится.

Полученный свет можно использовать для чтения или освещение предметов.