Download - статическое электричество дет
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.