В современном мире человек просто не может представить свою жизнь без электричества. Так сильно оно вошло в его работу и быт. В тёмное время суток электричество даёт освещение домов и улиц. У себя дома каждый человек постоянно пользуется бытовыми электроприборами: электроплитой для приготовления еды, холодильником для хранения продуктов, микроволновой печью для разогревания, миксером для тортов, телевизором для просмотра мультиков, компьютером для работы, сотовым телефоном, зубной щеткой и многим другим. Люди, проживающие в высотных домах, не представляют свою жизнь без лифта: мы как-то поднимались на 8 этаж по лестнице с рюкзаками из школы — это очень долго и трудно. Интернет без электричества невозможен! На электричестве полностью работает часть городского транспорта: трамвай, троллейбус, метро, электропоезда и т. п. Без электричества современный человек существовать просто не сможет!

Электричество — это энергия, которая переносится крошечными частицами — электронами.

Электричество — это такая невидимая сила, которая заставляет работать электрические приборы принося нам свет и тепло, на нем работают разные машины.

Электричество — величайшее изобретение человечества.

Целью нашего исследования является статическое электричество и создание батарейки из овощей и фруктов. Благодаря нашим опытам мы узнали: что такое электричество; из чего можно получить электричество; научились опытным путем выявлять продукты и вещества, из которых можно получить электричество; какие предметы «дружат» с электричеством; и познакомились с многовековой историей электричества. Нашим проектом мы хотим показать загадочную силу и уникальное значение электричества для всего человечества и привлечь интерес для изучения и познания его! С древних времен человек изучает природу электричества, пытаясь найти до сих пор бесплатный источник электричества.

История электричества начинается за 600 лет до н. э. Впервые на электрический заряд обратил внимание Фалес Милетский. Он обнаружил, что янтарь, потёртый о шерсть, приобретает свойства притягивать лёгкие предметы. Сам же термин «электричество» ввёл английский естествоиспытатель Уильям Гилберт в своём сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» (1600 год). А в середине XVII века Отто фон Герике разработал электростатическую машину трения и обнаружил свойство электрического отталкивания однополярно заряженных предметов. В 1729 году английский учёный Стивен Грей обнаружил разделение тел на проводники электрического тока и изоляторы. Через 4 года (в 1733 году) французский химик и физик Шарль Франсуа де Систерне дю Фэй открыл положительные и отрицательные заряды, хотя он думал, что это два разных вида электричества. Американец Бенджамин Франклин в 1748 году создал солнечную батарею, используя стеклянные листы, сжатые пластинами из свинца. А в 1752 году провёл эксперимент, доказывающий, что молния — это ничто иное, как электричество, изобрёл молниеотвод и с его помощью доказал электрическую природу молний. Также Франклин основал теорию электричества с понятиями положительных и отрицательных зарядов. Он рассматривал электричество как «нематериальную жидкость». Внес колоссальный вклад в науку электричества. Итальянский физик Алессандро Вольта усовершенствовал электрофор — устройство, производящее статический электрический заряд. Он также обнаружил, что электрический потенциал и заряд прямо пропорциональны, эта закономерность сейчас называется «законом ёмкости Вольта». В 1800 году учёный впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока — «вольтов столб» — батарею. Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения — вольт. В 1872 году русский учёный Александр Николаевич Лодыгин изобрёл первую в мире электрическую лампочку накаливания. Сыграл ключевую роль в внедрении электричества в повседневную жизнь американский изобретатель Томас Эдисон. Первой задачей Эдисона стало увеличение срока службы электрической лампы. Для этого он провёл более 6000 опытов, пробуя все доступные материалы со всех частей света, например, картон, швейные нитки, бамбук из Японии и т. д. Созданная таким образом лампа с обугленной нитью растительного волокна, на которую был получен основной патент в 1880 году, превзошла все ожидания — она светила более 800 часов. Эдисон первым создал концепцию современного электрического освещения. Для этого он разработал специальные поворотные выключатели, унифицированные цоколи с резьбой для вкручивания лампочек, клеммы, штепсельные розетки с вилками, предохранители, лампы накаливания и счётчик электроэнергии. Не все эти приборы он изготавливал самостоятельно, но смог соединить их в единую систему электроснабжения. По проекту Эдисона в Нью-Йорке в 1882 году была построена первая в мире электростанция общественного пользования постоянного тока.

Мы узнали 4 важных свойства электричества:

1. Электричество состоит из невидимых частиц. Эти частицы очень маленькие, поэтому их нельзя увидеть. Но из-за того, что они такие маленькие, частички электричества (электроны) могут очень быстро пробегать внутри металлов.
2. Электричество заставляет работать электрические приборы. Когда электроны с невероятной скоростью проходят по спирали лампочки, они постоянно наталкиваются на атомы металла, из которых состоит спираль. Атомы раскачиваются, и их температура сильно поднимается. Таким образом, электрический ток нагревает спираль лампы до 3000 градусов, отчего она начинает светиться.
3. Электричество вырабатывают специальные заводы (электростанции). Электричество приходит в дом по проводам от электростанций. Электричество вырабатывают ГЭС, ТЭС, АЭС, СЭС, ВЭС, ПЭС.
4. Электричество может быть опасным. Нужно рассказать детям, что никогда нельзя трогать висящие или торчащие где-либо провода, а в розетку ничего, кроме вилки прибора, вставлять нельзя. От удара электрическим током человек может погибнуть. Никогда не закидывайте удочку на провода, это смертельно опасно!

Благодаря опытам мы познакомились с различным электричеством:

Эксперимент № 1. Статическое электричество в окружающих вещах.

Цель: обнаружить и понять статическое электричество с помощью окружающих вещей.

Материал: воздушные шарики, бумажные фигурки, шерстяной носок, мех, мягкая игрушка, соль, перец, пластмассовая расчёска.

Опыт № 1. Шарик и бумажные фигурки.

Мы надули один шарик, натерли его шерстяным носком и поднес к бумажным фигурам. К шарику прилипли несколько бумажных фигур.

Вывод: при натирании шарика шерстяным носком, часть электронов переходит с шерстяного носка на шарик, получив отрицательно заряженный шарик; поднеся к бумажным фигуркам, прилипли только те фигурки, которые имели положительный заряд.

Опыт № 2. Волшебная расческа.

Провели опыты с расческой и бумажными фигурками. Натёрли расчёску шерстяным носком и поднесли к бумажным фигуркам. Некоторые бумажные фигурки прикрепились к пластмассовой расчёске.

Вывод: расчёска, получив от шерстяного носка отрицательный заряд, притянула положительно заряженные бумажные фигурки.

Сделали то же самое, только вместо шерстяного носка взяли мех.

Вывод: расчёска, получив от меха отрицательный заряд, притянула положительно заряженные бумажные фигурки.

Теперь потёрли расчёску об мягкую игрушку, поднесли к бумажным фигуркам — не прилипли к расчёске. Попробовали сделать наоборот: расчесать расческой мягкую игрушку и уже ей провести над бумажными фигурками- поднялись некоторые бумажные фигурки.

Вывод: мягкая игрушка не наэлектризовала расчёску, поэтому не прилипли бумажные фигурки к ней; зато расческа наэлектризовала мягкую игрушку: бумажные фигурки прилипли к мягкой игрушке.

Таким образом, у мягкой игрушки от трения с расческой образовался отрицательный заряд, что привело к притяжению положительно заряженных бумажных фигурок.

Опыт № 3. Соль и перец.

Смешиваем соль и перец, потрём шарик о шерстяной носок. Поднесём к полученной смеси. Перец прилип к шарику, а соль осталась в тарелке.

Вывод: соль не липнет к шарику из-за того, что в ней электроны перемещаются плохо. Когда к соли подносят заряженный шарик, её электроны всё равно остаются на своих местах. Соль со стороны шарика не приобретает заряда — остаётся незаряженной или нейтральной. Поэтому соль не прилипает к отрицательно заряженному шарику. Перец же прилипает к шарику благодаря статическому электричеству (когда шарик натёрли шерстяным носком, он приобрел отрицательный заряд), поднеся шарик к смеси перца с солью, перец начнёт притягиваться к нему, потому что электроны в перечных пылинках стремятся переместиться как можно дальше от шарика; часть перчинок, ближайшая к шарику, приобретает положительный заряд, и притягивается отрицательным зарядом шарика.

Опыт № 4. Поперчим расчёску.

Повторили опыт № 3 «Соль и перец» с расчёской, натёрли её шерстяным носком и поднесли к тарелке с перцем и солью. Прилип только перец.

Вывод: соль нейтральна к статическому электричеству.

Опыт № 5. Враг или друг.

Мы надули три шарика и обозначили их буквами А, В, Н. Натерли шарики А и В шерстяным носком. Попытались соприкоснуть шарики, но не получилось. Шарики друг от друга отталкивались. Теперь натёрли шарик А шерстяным носком и присоединяем к шарику Н, который ничем не натирался. Шарики прилипли.

Вывод: при натирании шариков А и В шерстяным носком, оба шарика получили отрицательный заряд и по этой причине отталкивались. Шарик Н не натирался шерстяным носком, на нем как положительные, так и отрицательные заряды имелись. При прикосновении шариков А и Н они притянулись, так как имеют противоположные заряды на поверхностях шариков.

Получается, что одинаково заряженные шарики отталкиваются, а противоположные шарики притягиваются.

Эксперимент № 2. Батарейка из овощей и фруктов.

Цель: показать, что овощи и фрукты могут служить источником электрического тока.

Материал: картофелины, огурец, томаты, яблоки, апельсины, бананы, соль, оцинкованные саморезы, медные стержни, светодиод, милиамперметр, провода, зажимы, схема цепи.

Опыт № 6. Батарейка из картофелин.

Взяли две картофелины, элементы цепи и собрали цепь по схеме: с одной стороны в картофелины воткнули оцинкованный саморез, с другой стороны медный стержень. Соединили элементы батарейки в одну цепь. Ничего не вышло. Добавили еще один элемент- картофелину. Светодиод загорелся. Показания на милиамперметре показали больше 5 Ампер силы тока.

Вывод: из картофелин можно получить электричество.

Опыт № 7. Батарейка из томатов.

Повторили опыт № 6 только с томатами. Светодиод загорелся. Показания на милиамперметре больше 5 Ампер силы тока.

Вывод: из томатов можно получить электричество.

Опыт № 8. Батарейка из огурца.

Теперь использовали огурец, разрезав его на три части. Светодиод загорелся. Милиамперметр показал более 5 Ампер силы тока.

Вывод: из огурца можно получить электричество.

Опыт № 9. Батарейка из апельсинов.

Провёли опыт с апельсинами. Сначала не загорелся светодиод. Немного помяли апельсины, и светодиод загорелся. На милиамперметре показало более 5 Ампер силы тока.

Вывод: из апельсинов можно получить электричество.

Опыт № 10. Батарейка из яблок.

Отметим, что яблоки выбрали крупные и сочные. Собрав схему, светодиод загорелся и прогорел 15 минут.

Вывод: из яблок можно получить электричество.

Опыт № 11. Батарейка из бананов.

Мы заметили в предыдущих опытах, что овощи и фрукты были сочными, поэтому решили испытать бананы — они не содержат сока совсем. Светодиод не загорелся. Милиамперметр показал нулевое значения силы тока.

Вывод: из бананов нельзя получить электричества.

Опыт № 12. Солёно-огуречная батарейка.

Проверили гипотезу про соль и воду. Взяли кусок огурца и посолили солью, собрали схему. Светодиод не загорелся. Добавили еще один кусочек огурца и посыпали солью его. Опять светодиод не загорелся. Добавили третий кусочек огурца и посолили его. Светодиод загорелся. На милиамперметре показало более 5 Ампер силы тока.

Вывод: соль не увеличивает способность огурца производить электричество.

Опыт № 13. Съедобная батарейка.

Провели опыт с апельсином, яблоком и томатом. Провели опыт с морковью, огурцом и томатом. Провели опыт с томатами и огурцом. Светодиод загорелся.

Вывод: из комбинированных овощей и фруктов можно получить электричество.

Наши опыты каждый желающий может повторить и познакомится с электричеством. С помощью наших экспериментов было доказано, что некоторыми предметами можно наэлектризовать другие предметы; что соль нейтральна к электричеству; что из овощей и фруктов можно собрать батарейку и с её помощью зажечь светодиод; что из овощей и фруктов, которые имеют сок внутри себя, можно получить электричество; что из сухих фруктов и овощей нельзя получить электричество; показано как работает статическое электричество и как работает батарейка из овощей и фруктов.

Литература:

1. Большая книга «Почему» / пер.с итальянского О.Живаго -М, 2012
2. Большая книга экспериментов/ перевод с итальянского Э. И. Мотылевой-М. РОСМЭМ, 2016г.
3. Что такое энергия? /Земцова Т. Перевод Гришин А. — Издательство Махаон, 2014 г.
4. Большая энциклопедия знаний/ Пер. с немецкого Л. С. Беловой, Е. В. Черныш. — М: Эксмо, 2013г
5. Книга Кадзухиро Фудзитаки «Занимательная физика. Электричество» — чтение онлайн, Литрес.
6. https://ru.ruwiki.ru/wiki/Электричество
7. http://ru.wikipedia.org
8. https://ichip.ru/tekhnologii/kak-bylo-pokoreno-ehlektrichestvo-ot-molnii-do-goehrlo-229432