Городской конкурс научно-исследовательских и

творческих работ «Шаг в науку»

Секция: «Физика»

Тема: «Статическое электричество»

Автор: Карасёв Никита

Научный руководитель: Дудырева Елена Владимировна

Место выполнения работы: МОУ СОШ №8

2011 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ____________________________________________________

1 этап. Теоретическое исследование проблемы ______________

2 этап. Практическое исследование проблемы ______________

3 этап. Практическое использование результатов ___________

Заключение _________________________________________________

Список литературы ___________________________________________

Приложение 1 ________________________________________________

Приложение 2 ________________________________________________

Приложение 3 ________________________________________________

Приложение 4 ________________________________________________

Приложение 5 ________________________________________________

Приложение 6 ________________________________________________

Приложение 7 ________________________________________________

Приложение 8 ________________________________________________

Приложение 9 ________________________________________________

Приложение 10________________________________________________

Приложение 11________________________________________________

3

4

6

11

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

ВВЕДЕНИЕ

С каждым годом люди все больше используют различные

электроприборы. Моя семья уже не представляет свои домашние дела без

стиральной машины, микроволновой печи, пылесоса, кофеварки, компьютера и

телевизора. Эти приборы очень необходимы нам, но родители часто говорят,

что надо экономить на электричестве, потому что оно дорогое.

Я узнал, что существует много способов получения электроэнергии.

Один из способов - атомные электростанции, но их недостаток это опасность

аварий, при которых может погибнуть много людей. Теплоэлектростанции

потребляют полезные ископаемые, а их с каждым годом все меньше и меньше

на нашей планете. Чаще всего строят гидроэлектростанции, но для этого нужно,

чтобы рядом протекала река. Существуют безвредные и безопасные способы

получения электроэнергии это - ветряные мельницы и солнечные батареи.

(Приложение 1).

Все мы сталкивались с еще одним видом электроэнергии – это

статическое электричество.

В своей работе я хочу рассказать о существовании большого количества

электроэнергии, которое еще не используется человеком.

Актуальность работы заключается в том что, в нашем мире почти вся

жизнь связана с электричеством, а я узнал о существовании бесплатного

электричества, которое не используют люди.

Цель исследования: Изучить причину образования статического

электричества и молнии и попробовать сохранить их заряд.

Объект исследования: статическое электричество.

Предмет исследования: образование статического электричества в

окружающей среде.

При проведении исследования мною были выдвинуты гипотезы:

1. Молнии и статическое электричество – это один из способов получения

электроэнергии.

1.1. Статическое электричество образуется в результате трения некоторых

предметов.

1.2. Возможно, что молния это и есть статическое электричество.

1.3. Человек может управлять молнией и использовать ее.

Задачи исследования:

1. узнать, что собой представляет статическое электричество;

2. выяснить причины возникновения статического электричества;

3. провести опрос одноклассников;

4. познакомить одноклассников с явлением «статическое

электричество» ;

5. определить сходство статического электричества с молнией;

6. Узнать у одноклассников, что они знают о молнии;

7. разработать памятку «Поведение во время грозы и молнии»;

8. определить возможность сохранения и использования разрядов

молнии.

Методы исследования:

1. подумал сам;

2. спросил у родителей:

3. изучил научную литературу;

4. провёл анкетирование;

5. провел эксперименты, наблюдение, сравнение.

Этапы проведения исследования

Для проверки моих гипотез исследование включало три этапа (таблица 1).

Таблица 1. Этапы исследования

Этап Цель Используемые методы

1 этап.Теоретическое исследование проблемы

 Выяснить: - что из себя, представляет статическое электричество;- причины возникновения статического электричества;-происхождение молнии.

подумать самому; задать вопросы родителям, специалистам; заглянуть в Интернет; посмотреть в книгах; анкетирование (опрос).

2 этап.Практическое исследование проблемы

Выяснить:- проявление статического электричества в быту, в природе;- возможно ли использование и управление молнией.

физический эксперимент; моделирование; наблюдение; анализ; сравнение.

3 этап. Практическое использование результатов

Разработка рекомендаций (составление памятки, буклета)

- отчет (устный, письменный, слайд презентация с демонстрацией материалов, опытов)

1 этап. Теоретическое исследование проблемы.

Для того, что бы все выяснить, я с мамой пошел в детскую библиотеку.

Там я выбрал книги и энциклопедии. Некоторые книги нам дали домой, а

некоторые пришлось изучать в читальном зале. Во время изучения материала,

пришлось сходить и в школьную библиотеку, где библиотекарь Александра

Ивановна помогла подобрать нам учебники и книги. Много интересных опытов

я с папой нашел в интернете. (Приложение № 2).

И вот, что я выяснил.

Статическое электричество — явление, связанное со скоплением

положительных и отрицательных зарядов на поверхности тела. Такие

скопления зарядов на поверхности тела могут появляться в результате трения

некоторых предметов, например: расчесывание волос пластиковой расческой

приводит к тому, что волосы встают «дыбом»; снятие шерстяной одежды или

хождение по ковру, а затем касание дверной ручки приводит к появлению

искры и кратковременному «уколу».

Молния – это сильный электрический разряд, который исходит из облака

в направлении другого облака или в направлении земли, в результате

образования статического электричества в этих облаках.

В жаркую погоду с поверхности земли испаряется много воды, и

влажный тёплый воздух поднимается вверх и образует дождевые облака. Капли

воды и кристаллики льда внутри облака постоянно сталкиваются друг с другом

и приобретают положительный и отрицательный электрический заряды. Вверху

облака собирается положительные заряды. Тяжелые частицы внизу облака

заряжаются отрицательно. От тучи к туче пробегает электрический разряд, и в

небе вспыхивает молния.

Из-за того что Земля имеет положительный заряд, поток отрицательных

частиц устремляется к Земле. Происходит «обратный удар» и вспышка.

2 этап. Практическое исследование проблемы

Я узнал причины возникновения статического электричества. А сейчас я

хочу проверить это на практике, при помощи некоторых опытов.

Для начала я провел опрос, знают ли мои одноклассники о явлении –

статическое электричество. В опросе приняли участие 22 ученика 1 «В» класса

МОУ СОШ №8. Результаты опроса приведены в таблице 2.

Таблица 2 «Анкета № 1»

Вопрос Да Нет

Знаете ли Вы, что такое статическое электричество? 2 20

Знаете, где оно возникает? 2 20

Можете привести пример? 2 20

Из результатов анкетирования я понял, что большинство одноклассников

не имеют представления о статическом электричестве. Поэтому, на одном из

уроков я рассказал об этом явлении, как оно возникает, где его можно увидеть и

даже ощутить на себе. Для этого мы провели первый опыт. ( Приложение 3)

Волшебная линейка

Цель: узнать, как статическое электричество действует на волосы.

Подготовка:

Нам понадобятся:

- линейка из оргстекла

- помощник - ассистент

Для проведения опыта встали перед классом, чтобы все могли увидеть

результат опыта.

Начинаем научное волшебство!

1. Взяли линейку и потерли о волосы ассистента.

3. Подняли линейку над головой на 5-7 сантиметров.

Результат:

.

Волосы поднимаются в сторону

линейки

Объяснение:

Отрицательные частицы с волос при трении перешли на линейку и

придали ей отрицательный заряд. Ближе к линейке в волосах возник

положительный заряд, и отрицательно заряженная линейка притянула их к

себе.

Я рассказал ребятам еще о нескольких опытах, которые можно провести в

домашних условиях.

Опыт 2 Гибкая вода (Приложение 4).

Цель: узнать, как статическое электричество действует на

обыкновенную воду.

Подготовка:

Нам понадобятся:

- водопроводный кран и раковина

- линейка

- шерстяная вещь

Для проведения опыта выбрали место, где есть кран с водой. Я проводил

этот опыт на кухне.

Начинаем научное волшебство!

1. Открыли кран, чтобы вода текла тонкой струйкой.

2. Взяли линейку и потерли о шерстяную вещь.

3. Поднесли линейку к воде на расстоянии 2-5 сантиметров.

Результат:

Струя воды отклонилась в сторону

линейки.

Объяснение:

Отрицательные частицы с шерсти при трении перешли на линейку и

придали ей отрицательный заряд. Ближе к линейке в струе воды возник

положительный заряд, и отрицательно заряженная линейка притянула ее к

себе.

Проведя эти опыты, я выяснил, что электрические заряды возникают на

поверхности жидких и твёрдых материалов из-за трения.

Итак, мы увидели действие статического электричества. Но самое

сильное и разрушительное действие статического электричества, можно

увидеть во время молнии.

Дальше я решил выяснить: знают ли мои одноклассники о молнии, как

она образуется и чем опасна. Для этого я провел еще один опрос.

Таблица №3 «Анкета №2»

Вопрос Да Нет

Видел ли ты молнию? 1

5

1

Знаешь, ли ты из-за чего она появляется? 6 10

Как ты думаешь, опасна ли молния? 1

6

0

Многие ребята, конечно, видели молнию и догадываются, что она опасна.

Но, не все знают, как уберечься от молнии, как себя вести во время грозы. Я

решил сделать памятку о том, как вести себя во время грозы в разных

ситуациях (Приложение 5 и 6). Материал я нашел в интернете. Памятка

получилась простой и понятной для моих одноклассников, поэтому я

размножил ее и раздал ребятам.

Читая учебники по физике, я увидел опыт с электрофорной машиной.

Мне стало интересно, и я попросил учителя провести самому этот опыт. Мы

обратились за помощью к учителю физики Кузьминой Наталье Владимировне.

Она с радостью показала нам эту машину и помогла провести эксперимент

(приложение 7).

Цель опыта: увидеть электрический разряд и выяснить, можно ли его

сохранить.

Нам понадобятся: электрофорная машина.

Проводим эксперимент: начинаем вращать ручку машины. Диски

начинают крутиться и, соприкасаясь с щетками, заряжаются. Этот заряд

передается в банки-конденсаторы, где и накапливается: в одной

положительный, а в другой отрицательный заряды. При накоплении

достаточного заряда происходит разряжение в виде искры. Если мы

перестанем вращать и пододвинем шарики, тоже увидим разряд.

Из прошлого материала я знаю, что молния ударяет в более высокий

предмет. Чтобы это проверить, я подставил металлический стержень к одному

из шариков и увидел, что разряд попадает в стержень, который играет, в нашем

случае, роль молниеотвода.

Выводы: разряд - это маленькая молния и его

можно накапливать и сохранять. Молния

ударяет в предмет, наиболее высокий над

землей.

Потом меня заинтересовало – из чего состоит конденсатор, где

накапливается электричество. И тогда я с папой нашел в интернете интересный

и простой способ изготовления конденсатора (приложение № 8).

Для этого нам понадобится фольга,

баночка, скотч и вата.

Делаем конденсатор: Вырезаем полосу фольги и укладываем её по

внутренней поверхности, для закрепления, распираем её ватой. Вырезаем ещё

одну полосу и закрепляем её скотчем к наружной поверхности. К этим

пластинам с помощью скотча прикрепляем узкие полоски фольги. Конденсатор

готов.

Для того, что бы убедиться, что наш конденсатор работает, проведем

эксперимент (приложение 9).

Цель опыта: выяснить, что накопление заряда возможно.

Нам понадобятся: конденсатор, пластмассовая палочка (у нас расческа),

шерстяная ткань.

Проводим эксперимент: с помощью расчески и шерстяной ткани

заряжаем внутреннюю пластину.

При приближении проводов (узких

полосок фольги) увидим между ними

искру. Этот заряд можно ощутить и на

себе.

Выводы: заряд можно накапливать и сохранять.

В интернете я и папа нашли ещё один интересный опыт (приложение №

10).

Для его проведения нам понадобится конденсатор (у нас их два),

устройство для его зарядки, лампочка, выключатель.

Проводим эксперимент:

1.Заряжаем конденсаторы от зарядного устройства до 7 вольт.

2. Отсоединяем зарядное устройство.

3. Включаем лампочку.

4. Лампа горит

5. Заряд уменьшается и лампа постепенно гаснет.

Выводы: заряд можно накапливать, сохранять и тратить его.

Этап 3. Практическое использование результатов

Теперь я узнал, что такое статическое электричество, как оно образуется.

Я подтвердил одну из своих гипотез о том, что статическое электричество

образуется в результате трения некоторых предметов. Узнал, что молния это

разряд статического электричества, который ударяет в более высокий предмет.

А еще попробовал накапливать и использовать электричество в конденсаторе.

Теперь я знаю что, разряд молнии можно ловить, накапливать и

использовать его.

Так вот, если в нашем городе поставить молниеотвод такой высоты,

чтобы он был выше всех зданий, то во время грозы разряд молнии обязательно

попадет в него. Молниеотвод нужно соединить с мощным конденсатором, в

котором будет сохраняться заряд от молнии. И все электричество, которое

накопится в конденсаторе, можно использовать для освещения улиц

(приложение 11).

И это электричество будет бесплатное!

Заключение.

Электричество это то, без чего мы не представляем себе современную

жизнь. Что бы его получить в больших количествах, нужно тратить

природные ресурсы. Оказывается, за электричество нужно платить деньги.

Во время работы я узнал, что такое статическое электричество, как

оно образуется. Подтвердил свою первую гипотезу, что статическое

электричество образуется в результате трения некоторых предметов.

Вторая гипотеза - молния это разряд статического электричества, тоже

подтвердилась. Выяснил, что молния очень опасна, и как от неё уберечься. Я

узнал, что электрический разряд можно накапливать и использовать в разных

целях. Значит, существует возможность ловить заряд молнии и в дальнейшем

его использовать. И это будет бесплатная электроэнергия. Это была моя

третья гипотеза. Когда я буду взрослым, я хотел бы заняться изобретением

этого устройства.

Список литературы

1. Сикорук Л.Л. «Физика для малышей», Москва «Педагогика», 1983г

2. Перышкин А.В. «Физика», учебник, Москва, ООО «Дрофа», 2000 г.

3. Энциклопедия « История открытий», Москва « Росмен», 1997

4. Энциклопедия « Юному эрудиту обо всем», Москва , « Махаон», 2008

5.

6. «Энциклопедия юного ученого. Электричество. Компьютеры», Москва «

Росмен», 2000.

7. http://www.solnet.ee/ Детский портал « Солнышко»

8. http ://www.electrik.info9. http ://www.electrofaq.com

10.Большая детская энциклопедия (интерактивное путешествие в мир знаний)

ЗАО « Новый диск»,2008

11.Ивашкина Д.А. Лабораторные исследования /физика. Прилож. к газете «1

сентября», 2007

12.Кухлинг Х. Справочник по физике:-М.: мир, 1982.-520с.,ил.