Исследовательская работа на тему "Невидимая сила"

Недавно мы побывали у мамы на работе на экскурсии. Она работает в филиале АО «Россети Тюмень» Когалымские электрические сети инженером Оперативно-диспетчерской службы. Было очень здорово и познавательно побывать в таком месте! Мы увидели, что из себя представляет диспетчерский щит, для чего он нужен и как все подстанции соединены между собой связями – воздушными линиями. Электрическая сеть была похожа на паутину – всё между собой связано. Нам показали средства индивидуальной защиты от воздействий электрическим током – по простому их называют СИЗы. Это были огромные резиновые перчатки, каски с защитным экраном, резиновые галоши невообразимого размера (оказывается такой размер предусмотрен для того, чтобы эти галоши надевать сверху своей обычной обуви). Мы задали вопрос: для чего же нужны эти СИЗы? Нам объяснили, что электричество опасно и может навредить человеку, если с ним неправильно обращаться. Тогда мы спросили, а как же нам увидеть, где оно? Ответ нас очень удивил – оно невидимо!

Мы увидели, как работает диспетчер – самый главный человек на предприятии, ведь именно диспетчер следит за тем, чтобы вся электрическая сеть работала без перебоев и аварий и везде было электричество (Приложение 1).

После посещения экскурсии у нас возникло много вопросов, и мы захотели исследовать тему электричества, а именно исследовать, откуда оно берется, чем оно опасно и вообще, что это такое и как оно служит людям?

Актуальность нашей исследовательской работы заключается в том, что нашу жизнь невозможно представить без электричества. В каждом доме, на любом предприятии, в транспорте, на улицах города есть электричество и исследование этой темы поможет узнать, понять и использовать электричество полноценно и безопасно.

Цель исследования: исследовать насколько важна роль электричества во всём мире.

Задачи:

Узнать, что такое электричество.
Исследовать, как оно попадает в наши дома, школы.
Изучить, как безопасно обращаться с электричеством.
Исследовать, как электричество участвует в жизни человека.
Исследовать, как электричество помогает развиваться людям и технологиям.
Научиться экономить электроэнергию.

Объект исследования: электричество.

Предмет исследования: влияние электричества на жизнь людей.

Гипотеза: без электричества людям невозможно развиваться и жить комфортно и безопасно.

Методы исследования:

Изучение различных источников информации (сеть интернет, литература)
Наблюдение
Проведение эксперимента
Анкетирование
Анализ полученных данных.

Теоретическая часть

Нас очень заинтересовала тема электричества, и чтобы исследовать её, мы обратились к разным источникам информации – взяли книги в библиотеке, пользовались сетью интернет (Приложение 2), задавали много вопросов маме и даже решили сами получить электричество, собрав динамо-машину, но об этом позже.

Ответим по порядку на вопросы, которые у нас возникли.

Что такое электричество?

Слово «электричество» появилось более 2000 лет назад в Древней Греции. Люди заметили, что если потереть янтарь о шерсть, то камень начинает притягивать к себе различные предметы небольшого размера. Янтарь в переводе с древнегреческого языка значит «электрон», отсюда и произошло название электричества.

Всё, что нас окружает, состоит из атомов – мельчайших частиц. А сами атомы состоят из ядра и электронов. Это можно сравнить с солнечной системой, где вокруг солнца (как ядро в атоме) вращаются планеты (электроны) (Приложение 3). Электроны имеют электрический заряд. Некоторые предметы могут забирать или отдавать свои электроны другим предметам при прикосновении и после этого могут притягивать или отталкивать предметы, прямо как магнит. И если собрать много таких электронов и пустить их по проводнику (проводник – это вещество, способное проводить электрический ток, по-простому - провод), то это и будет называться электрическим током.

Вывод: мы поняли, что электричество – это направленный поток заряженных частиц.

Откуда берётся электричество?

Электричество вырабатывается на электростанциях. Электростанции – это большие сооружения, которые используют энергию тепла, света, воды, ветра, и превращают ее в электрическую энергию. Существует несколько видов электростанций, информация об этом в Приложении 4.

Если говорить простым языком, то распространение электричества можно сравнить с большой рекой, которая разливается на множество маленьких речек, зажигая свет и включая все электроприборы, а истоки такой «электрической реки» находятся на электростанции (Приложение 5).

Вывод: мы изучили литературу и поняли, что электричество берётся на электростанциях.

Какую опасность таит в себе электричество?

Электричество приносит огромную пользу людям, но вместе с этим и таит в себе большую опасность!

Электрические приборы, которыми мы пользуемся, провода и «гудящие домики» - подстанции, мимо которых мы проходим во дворе и на улице, при нормальной работе безопасны. Но они бывают не всегда исправны и может возникнуть реальная угроза для жизни. Если человек прикоснется к неисправному прибору или оголённому проводу, там, где проходит электрический ток, он попадет под действие электрического тока. Из-за этого у человека возникают судороги, прекращается дыхание и останавливается сердце. При перегреве отдельных участков тела возникают тяжёлые ожоги. Человек может погибнуть или стать инвалидом.

Чтобы избежать несчастных случаев, существуют строгие правила обращения с электроприборами. Для наглядности мы подготовили памятку с правилами по электробезопасности (Приложение 6).

Вывод: мы узнали, что электричество не только приносит пользу человеку, но и таит в себе опасность. Поэтому необходимо соблюдать строгие правила при обращении с электроприборами.

Как электричество участвует в жизни человека?

Жизнь человека совсем не представляется без электричества. Оно нас окружает повсюду – освещение дома, приготовление пищи, хранение продуктов, освещение улиц и многое другое.

Представим, что электричество пропало. Что будет? Ведь жили же люди раньше как-то без электричества. Жизнь людей до изобретения электричества и современная жизнь сильно отличается. Раньше люди жили в основном натуральным хозяйством, выращивали самостоятельно урожай и обеспечивали себя жильём и одеждой, люди редко уезжали из родных мест, много людей погибало от болезней. В современном мире развита медицина, люди сами себя не обеспечивают всем необходимым, всё, что им нужно можно купить в магазине, в квартирах есть свет, тепло, вода и не надо больше топить печку и сидеть при свете свечи, люди сильно зависят от электричества и всего, что с ним связано.

И если электричество пропадет, перестанет работать транспорт, люди не смогут перемещаться между городами, товары не будут доставляться в магазины и будут портиться, так как холодильники не будут работать. Наступит голод. Перестанут работать банки, люди не смогут расплачиваться ни за что. Больницы перестанут работать, люди будут болеть и погибать. Без электричества не будут работать отопление, водоснабжение, канализация, станет невозможно поддерживать гигиену и начнут распространяться болезни.

Вывод: отсутствие электричества в глобальных масштабах приведет к гибели миллионов людей и к масштабным экономическим проблемам.

Мы очень надеемся, что такое не произойдет и электричество даст всем людям возможность развиваться и придумывать новые технологии, которые сделают нашу жизнь легче и интересней.

Исследуем несколько сфер жизни человека и поразмышляем над пользой новых технологий и изобретений.

Что такое умный дом?

Многие слышали про умные колонки типа Алиса, Маруся, SberBoom. У нас дома есть колонка Алиса и без неё мы уже не представляем нашу жизнь. Она помогает нам с уроками, с ней можно играть, слушать радио, узнавать погоду или организовать умный дом.

Что такое умный дом? Умный дом – это жилой дом, управляемый при помощи сложных устройств (Приложение 7).

Наш дедушка организовал у себя умный дом с помощью колонки Алиса. С помощью команд он может включать увлажнитель воздуха, задавать ему режимы работы, можно включить/выключить свет и телевизор. Это удобно, можно сидеть на диване и только командовать голосом, и даже пальцем не пошевелить!

Исследуя вопрос организации умного дома, мы узнали, какие же ещё устройства можно подключить к этой системе. Оказалось, их много: увлажнители, чайники, камеры, стиральные машины, тёплый пол, мультиварки, кофемашины, телевизоры, домашнее освещение, роботы-пылесосы, охранную систему и многое другое!

Умный дом решает несколько основных задач: безопасность, комфорт, экономия ресурсов и времени. Технологии умного дома будут только расширятся в будущем и помогать людям.

Вывод: умный дом является отличным помощником для человека и экономит его время, но будет работать только при наличии электричества.

Как мы можем учиться и работать?

В 2020 году по всему миру распространился коронавирус. В то непростое время люди изолировались друг от друга, но жизнь шла дальше и нужно было как-то учиться детям и работать родителям. Мама и папа работали из дома и прекрасно справились, ну а у нас – детей – появилось дистанционное обучение. И теперь даже в актировки мы можем учиться, хотя раньше просто бы сидели дома без дела.

Возможности дистанционного обучения и работы позволяют людям развиваться практически в любой сфере, даже если живешь в маленьком городе или деревне. Так же, можно работать без привязки к конкретному месту. Например, наши тетя и дядя несколько месяцев жили на Шри-Ланке и работали в банке дистанционно! Таких возможностей не было бы без электричества и интернета.

Мы думаем, что в будущем обучение в школах, университетах будет выглядеть иначе – с уклоном на дистанционное обучение, возможно, появятся 3-D классы.

Вывод: электричество даёт возможность работать и учиться из любого уголка планеты!

Какие профессии появятся в будущем?

Профессии будущего – это профессии на стыке разных наук, которые появятся через несколько лет, и без электричества таких профессий просто не может возникнуть.

Мы узнали, что существуют такие специалисты, как футурологи. Это люди, занимающиеся прогнозированием будущего.

Футурологи спрогнозировали более 100 профессий будущего, и мы рассмотрим самые интересные и необычные, на наш взгляд.

Профессии в сфере медицины: разработчик киберпротезов – создаёт протезы, оператор медицинских роботов – специалист, который настраивает медицинских роботов и управляет ими.
Профессии в сфере экологии. Специалисты в этой области смогут влиять на погоду и климат на всей планете, они будут бороться с загрязнением окружающей среды.
Профессии в биотехнологиях – отрасль на стыке живой и неживой природы. Существуют прогнозы по созданию новых микроорганизмов, которые помогут совершить новые открытия в медицине, биологии. Может быть будет создан новый источник энергии.

Множество профессий будет связано с роботами, искусственным интеллектом, IT-технологиями, беспилотным управлением транспорта, изобретением «умных дорог», станет очень доступна «онлайн-медицина». Так же, станет возможной печать на 3D-принтере всевозможных вещей: зданий, мяса и даже внутренних органов.

Вывод: появится много новых и необычных профессий и это возможно осуществить только с помощью электричества.

Нужны ли электромобили?

Большинство автомобилей сейчас используют такой вид топлива, как бензин или дизельное топливо. Использование таких автомобилей сильно загрязняет воздух выхлопными газами и поэтому в будущем их заменят электромобили, которые в качестве топлива используют электричество.

Замена бензиновых автомобилей на электрические очень важна, так как проблема экологии стоит остро на сегодняшний день.

Вывод: электромобили нужны, так как не загрязняют воздух, но без электричества работать не будут.

Что такое энергосбережение?

Исследуя тему электричества, изучая разные источники информации, мы столкнулись с таким понятием, как Энергосбережение. Все мы знаем, что природу надо беречь и запасы источников энергии (уголь, нефть) могут закончиться, а необходимость в электричестве только растет. Поэтому электричество нужно экономить. Делать это совсем не сложно!

Вывод: мы поняли, что энергосбережение – очень важная задача для сохранения энергии и охраны природы.

Практическая часть

Но это всё теория и нам очень захотелось исследовать самим, как же можно получить электричество, может быть даже соорудить мини электростанцию у себя дома. Мама подсказала нам, что есть такое устройство – называется динамо-машина. Динамо-машина — это специальное устройство, которое превращает энергию вращения (механическую энергию) в электрическую энергию. Мы решили провести эксперимент и приобрели специальный набор, чтобы самостоятельно собрать эту динамо-машину (Приложение 8).

Во время проведения эксперимента мы исследовали, что для получения электричества нам понадобились шестерёнки, электродвигатель, лампочка и 2 провода, а также корпус, отвертка и несколько крепёжных деталей. Следуя инструкции, мы сами собрали динамо-машину, и вот – мы вращаем ручку и лампочка загорелась! Без батареек, только от вращения! Мы были удивлены и поражены! (Приложение 9).

Для наглядности мы разработали буклет об экономии электричества и памятку с правилами по электробезопасности (Приложение 10, 6).

А чтобы было совсем уж понятно, что такое электричество, мама сочинила весёлое стихотворение «Рождение электричества» (Приложение 11).

Мы сочинили сказку «Приключение Электрончика», где говорится о путешествии маленького Электрончика и своим истокам (Приложение 12).

Исследуя тему электричества, узнавая много нового, мы задались вопросом – а что наши одноклассники знают об электричестве? Мы подготовили анкету «Что вы знаете об электричестве». (Приложение 13). В опросе приняло участие 22 человека. Анкета содержит 5 вопросов.

По результатам анкетирования мы поняли, что почти все ребята имеют представление, что такое электричество и понимают, что такое умный дом, но на остальные вопросы не все смогли ответить. На внеурочной деятельности мы рассказали одноклассникам о наших исследованиях (Приложение 14). Вместе с мамой подготовили опорные слова, чтобы ребята легко могли запомнить сложные термины. И в конце предложили кроссворд, который помог закрепить все знания. (Приложение 15).

Заключение

В результате проведённой исследовательской работы мы узнали много новой информации про электричество, самостоятельно собрали динамо-машину, чтобы вникнуть и понять, как появляется электричество.

Мы узнали, как электричество попадает в дома и поняли, что без него много людей погибнет и мир изменится до неузнаваемости. Обобщили основные правила обращения с электроприборами. Мы знаем, что электричество нужно экономить и это очень важно! Об этом мы написали в буклете «Энергосбережение».

Нам было очень интересно исследовать, как же электричество может повлиять на наш мир в будущем, особенно интересны профессии будущего – ведь мы сами можем оказаться такими специалистами из будущего.

Вдохновившись нашим исследованием, мы сочинили сказку «Приключения Электрончика» (Приложение 12) и составили кроссворд (Приложение 15), а также рассказали нашим одноклассникам много интересного об электричестве (Приложение 14).

Наша гипотеза подтвердилась – мы поняли, что без электричества людям действительно невозможно развиваться и жить комфортно и безопасно.

Наш мир не стоит на месте, постоянно развивается, возникает что-то новое, уходит или изменяется старое, люди совершают новые открытия, и всё это было бы невозможным без электричества!

Информационно-методические ресурсы

Перельман Я. И. Занимательная физика. Книга вторая. – М.: ЦЕНТРПОЛИГРАФ, 2016. – 287 С. – (Азбука науки для юных гениев)
Поликарпов Н.А. 100 изобретений. – М: СИМБАТ, 2019.-48 с.: ил. – (Энциклопедия с развивающими заданиями)
Поликарпов Н.А. Техника будущего – М.: СИМБАТ, 2020 – 48 с.: ил.- (Энциклопедия с развивающими заданиями)
Спектор А.А. Как это устроено? – Москва: Издательство АСТ, 2016. – 128 с. : ил. (Моя копилка тайн)
Iqsha.ru
trends.rbc.ru
Umnazia.ru
Wikipedia.org

Л. Нечаев. Про желтые груши и красные уши

Как зима кончилась

Городецкая роспись

Как Дед Мороз сделал себе помощников

Фильм "Золушка"