Энергия и электричество

МОУ «Физико-математический лицей №38 г. Ульяновск»
Тема: Энергия и электричество
Автор: Нуртдинов Максим
ученик 4 Б класса
МАОУ «Физико-математический лицей №38 г.Ульяновска»
Научный руководитель : Симачкова Тамара Юрьевна
учитель начальных классов
МАОУ «Физико-математический лицей №38 г.Ульяновска»
г. Ульяновск,2012
Энергия и электричество
Цель исследования: Понять значение слова «энергия». Выяснить
схему движения электрического тока. Понять какую роль он играет
в современной жизни людей.
Поставлены следующие задачи:
- Понять и дать определение энергии.
– Выяснить значение слова «электричество».
– Узнать, каким образом можно получать электрическую энергию.
– Выяснить, может ли энергия Солнца применяться в быту.
Проблема: Какие электрические лампочки нужно использовать для
экономии электроэнергии. Использование солнечной энергии.
Гипотезы исследования:
Предположим , что Энергия – это сила, мощь и быстрота движения,
а Электричество – это разряд, способный создавать тепло, свет и
природные явления. Предполагаю, что при нагревании лампочки
будет выделяться тепловая энергия. Это еще раз подтвердит мою
догадку, что энергия и электричество не могут существовать
отдельно друг от друга. Предположим, что мы можем использовать
энергию Солнца.
План работы:
- обратиться к главному источнику информации – книге.
– спросить у взрослых.
– провести опыты и эксперименты.
– сделать выводы.
– подготовиться к защите своей исследовательской работы.
Основная часть
Поиск информации: Первый вопрос, который я решил выяснить –
энергия. Со слов взрослых я понял, что существует несколько видов
энергии. Тогда я решил обратиться к книге и выяснить этот вопрос.
В замечательной детской энциклопедии я прочитал, что есть
световая, звуковая, химическая , солнечная, кинетическая энергии.
Трудно несколькими словами дать определение энергии. Можно
понять, что это такое, рассмотрев ее действие. Энергия
проявляется в разных формах. Тепло является одной из форм
энергии, потому что может производить изменения в предметах:
растопить кусок льда, повысить температуру. Нам для
поддержания жизни также нужна энергия, которую мы получаем в
процессе питания. Наше тело накапливает эту энергию,
преобразует ее и использует для дыхания, кровообращения и
движения. Я решил проверить эту информацию.
Эксперимент: 1.Взял кусок льда , погрел теплом своих рук , и он
превратился в воду.
2. В теплую воду с водой опустил градусник, ртуть в градуснике
поднялась вверх.
3. После похода на лыжах почувствовал голод. При катании на
лыжах ( спуски и подъемы) я израсходовал – 600 ккал/час.
Вывод:
Таким образом можно определить энергию, как способность
производить изменения во всем, что нас окружает.
Мне хотелось бы обратить Ваше внимание на электричество,
которое также является одной из форм энергии. Слово
«электричество» происходит от слова «электрон», которым
древние греки называли янтарь. Греки заметили, что если
потереть янтарь об овечью
шкуру, то он начинает притягивать
к себе легкие предметы. С тех пор ученые пытались открыть
тайну этой загадочной силы, пока не обнаружили их внутри
атома. Все тела состоят из мельчайших частиц называемых
атомами. При переходе атомов одного тела к другому
происходит электризация.
Эксперимент: Взять простой воздушный шарик , потереть его об
шерстяную вещь и прикладывать к разным предметам. Мы
увидим, что предметы стали прилипать к шарику.
Вывод: При трении шарика о шерстяную ткань он электризуется и
приобретает способность притягивать к себе тела, как магнит.
Это открытие позволило использовать электричество для
вращения моторов. Итальянский анатом и физиолог Луиджи
Гальвани проводил опыты с «животным электричеством»мышечным сокращением мертвой лягушки. В 1786 году с
помощью электростатической машины он стал подводить к ней
электрические заряды. И заметил, что совсем слабые заряды
вызывают у животного мышечные сокращения! Опыты Гальвани
по изучению воздействия электрических зарядов на
препарированную лапку лягушки способствовали изобретению
нового химического источника тока - гальванического элемента.
Итальянский физик Александро Вольта так объяснил этот
эксперимент. Электрический ток возникает, если мышца
лягушачьей лапки соприкасается с латунной пластиной, к которой
она прикреплена острием медного скальпеля. Влажность плоти
способна породить электричество. Вольто показал, что
электричество, открытое Гальвани, получается в результате
химического контакта разнородных металлов. Позже Александро
Вольто изобрел 1 в мире электрическую батарею, получившую
название» Вольтов столб». Он сложил стопкой серебряные и
цинковые диски, между которыми поместил листочки бумаги,
смоченные соленой водой. Раствор соли вызывал химическую
реакцию серебра и цинка, поэтому возникал слабый
электрический ток. Создателем первой электрической лампы
накаливания стал русский изобретатель Александр Ладыгин. В
1872 году, пропуская электрический ток через угольный
стержень, помещенный в замкнутом сосуде, он получил яркий
свет. Американец Томас Эдисон в 1879 г. Усовершенствовал
лампу. Он создал удобную, подходящую для применения
долговечную конструкцию с угольной нитью. Позже Ладыгин
первым предложил использовать для изготовления нитей
накаливания тугоплавкие металлы - ослит и вольфрам. Чтобы
лампочки светились , Эдисону были необходимы мощные
источники электроэнергии. Он построил мощный генератор.
Эдисон участвовал в создании 1 в мире центральной тепловой
электростанции.
1. На тепловых электростанциях электричество получают сжигая
уголь и нефть. Позже для производства электроэнергии стали
использовать силу воды. Так появились гидроэлектростанции.
2. На гидроэлектростанциях вода падает с плотины, построенной
на реке. Сила падения приводит в движение турбину, а та
заставляет вращаться генератор, таким образом, движение
падающей воды превращается в электроэнергию.
3. На атомных станциях используется руда, содержащая уран.
После обработки он вырабатывает атомную энергию,
согревающую воду в котле. Образующийся пар заставляет
вращаться турбину, которая в свою очередь приводит в движение
генератор, вырабатывающий электричество. Я понял, что
электричество вырабатывается в генераторе электростанции, а
затем по толстым кабелям поступает в электросеть.
Вода, ветер, Солнце имеют огромные запасы энергии. Так
энергию ветра можно трансформировать в электрическую
энергию, а она может представить нам световую энергию. Без
электричества не может обойтись ни одно предприятие города и
села. Сейчас люди научились использовать и солнечную энергию.
В Дании начали строить энергосберегающие дома, используя
солнечную энергию. При постройке дома окна располагают к
солнечной стороне, между стекол помещают газ фреон, который
пропускает свет в дом, а обратно не выпускает. Он нагревает
находящиеся внутри предметы, те в свою очередь отдают тепло
дому. Вот вам тепло и свет. На крыше планируют размещать
солнечные батареи. Не нужно будет оплачивать коммунальные
услуги. У нас пока еще это вопрос будущего.2011году ученые
получили расшифровку ключевого элемента механизма
фотосинтеза у растений - это может помочь найти источники
экологически чистой энергии. (Журнал «Наука и жизнь»). А пока
солнечная энергия помогает нам выращивать урожай.
Эксперимент:
1. Взял лук и поставил в воду на солнечной стороне. Другой лук в
темное место. Прошло несколько дней. В первом случае перья
лука выросли зелеными, а во втором они пожелтели. Вывод: Для
всего живого нужна солнечная энергия. Нашему организму
солнечная энергия нужна для получения витамина Д. Чтобы
проверить, что использование электричества облегчает и
экономит время рабочих, я попробовал временно занять их
место.
Эксперимент: Мне нужно было сделать отверстия в доске. В
первом случае под наблюдением взрослых я проделал отверстие
при помощи сверлильного станка. Второе отверстие было
сделано вручную. Производительность работы в первом случае
была быстрее в 2 раза.
Вывод: Использование электрического тока облегчает и ускоряет
производительность труда. Чтобы выяснить схему движения
электрического тока, я проведу небольшую работу.
Прочитав инструкцию по технике безопасности, я начал работу.
Мне нужно изготовить патрон для лампочки, которую я буду
присоединять к батарейке служившей мне генератором,
вырабатывающим электрический ток. Взял верхнюю часть
спичечного коробка сделал отверстие, прикрепил металлический
шуруп, затем сделал отверстие большего размера. На дно и одну
из боковых сторон коробки постелил фольгу, закрепил болтом с
шайбой, вставил внутреннюю часть коробка в верхнюю. Ввернул
лампочку в большое отверстие и соединил с шурупом скрепкой
для бумаг. Нижняя часть лампочки должна касаться фольги
внутри коробка. Накрутил конец одного из проводов на шуруп в
верхней части коробка, другой конец присоединил к болту на
краю внутренней части коробка. Соединил провода на верхней
части аккумулятора. Лампочка загорелась! Попробовал
отсоединить один провод. Лампочка потухла. Взял батарейку,
которая многократно использовалась, лампочка начала гореть
очень тускло. Патрон для лампочки готов. Мне захотелось
сделать светильник. Я взял две коробки одну больше другую
поменьше, склеил их вместе. В верхней части сделал отверстие и
вставил лампочку со своим патроном, прикрепил патрон скотчем.
Вырезал и сделал из фольги конус, проделав в нем отверстие, я
вставил в него лампочку ,приклеил конус к коробке. Затем я
вырезал круг из картона проделав отверстие в коробке
прикрепил его к ней длинной металлической палочкой. К
боковой части коробки прикрепил два болта и соединил их
скрепкой для бумаг - это будет служить выключателем для моей
лампы. Теперь нужно правильно присоединить провода к
выключателю и батарейке . Вот и завершена моя работа.
Светильник работает исправно.
Вывод: 1. В процессе своей работы понял, что яркость лампы
зависит от силы проходящего через нее тока.
2. При замыкании лампочка загорается, при размыкании гаснет.
Это потому что цепь, по которой течет ток из батарейки, действует
только в том случае, если он не прерывается, то есть цепь
замкнута. Если цепь открыта, ток по ней не проходит.
3. Часть электрической энергии, проходящей через проводник,
всегда превращается в тепловую энергию.
4. Электричество не выделяет вредных веществ и не имеет
запаха.
Заключение:
В ходе работы мои гипотезы подтвердились и уточнились.
Исследование показало:
1.Энергия-это способность тел переходить из одного состояния в
другое.
2.При нагревании часть энергии превращается в тепловую
энергию.
3.Лучше использовать энергосберегающие лампочки, которые
экономят электроэнергию, не сжигается топливо и следовательно
не загрязняется воздух, которым мы дышим.
4. Электрический ток движется только при замкнутой цепи.
5. Использование станков, работающих от электрической энергии,
экономит время.
Гипотеза о применении энергии солнца подтвердилась не
полностью. Энергию Солнца действительно начали применять, но
это пока очень дорогое удовольствие. Энергию солнца мы пока
используем в сельском хозяйстве, на даче летом греем воду для
поливки огорода, сушим зелень для зимы. Это энергия будущего.
Много интересного узнал в процессе своей работы. Какое простое
слово - «ЭНЕРГИЯ» а как много значений.
Работу нельзя назвать законченной. Я уверен, что можно найти
новые источники экологически чистой энергии, которые будут
приносить пользу, без нанесения вреда окружающей нас среды.
А мы постараемся сохранить природу - не будем загрязнять
воздух, которым мы дышим, Научимся экономно расходовать
электроэнергию!