Мастер класс "Альтернативные источники энергии"
опыты и эксперименты по физике (8 класс)

Ход   мастер-класса «Альтернативные источники электрической энергии»

Организационная часть: приветствие участников, объявление темы мастер-класса.

Вводная часть

Сегодня   мы   себе   представить   не   можем   жизнь   без этих   устройств. Они позволяют нам пользоваться электричеством там, где нет никаких розеток и проводов. Мы берем с собой в лес фонарик, слушаем музыку на пляже, в поездке у нас всегда под рукой фотоаппарат, ноутбук, планшет. Откуда же в этих маленьких устройствах берется электрический ток, заставляющий   работать   все   устройства?   Обратимся   к   энциклопедии.

Батарейки  —   это   химические   устройства,   элементы   которых   вступают   в реакцию,   давая   на   выходе   электричество,   которым   мы   и   пользуемся.   У обычной «одноразовой» батарейки есть и другое название  «гальванический элемент».   Впервые   этот   способ   получения   электричества   был   придуман знаменитым итальянским физиком Алессандро Вольта. Именно в честь него была   названа   единица   измерения   электрического   напряжения   –   1   Вольт.   А название «гальванический элемент» дано в честь итальянского физиолога Луиджи Гальвани из Болоньи. В 1791 году  он обратил внимание на то, как дергалось тело лягушки, если оно касалось двух элементов из металла либо лежало под искрами, вылетающими из электрической машинки. Гальвани так и не смог обосновать наблюдаемый эффект, лишь предположил, что в самом теле живого существа присутствует электричество. И назвал это явление «животным электричеством».      

В опытах  Гальвани Алессандро Вольта  усмотрел нечто большее и в 1800 году    он   сформулировал   главную   идею   изобретения.   Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта  создал нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта   выявил,   что   между   пластинами   возникает   напряжение.   Этот фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые   в   честь   Луиджи   Гальвани   называют   теперь   гальваническими элементами.     

Практическая часть

Сегодня мы с вами создадим биобатарейки, проверим их работу и выясним из какого фрукта, овоща или ягоды можно создать наиболее эффективную батарейку. Как сделать фруктовую (ягодную) или овощную батарейку?  Для   создания   батарейки     нам   потребуется несколько     кусочков     медной   проволоки,   оцинкованные   скрепки, . Для подтверждения существования электрического тока  берем светодиод.   Для   измерения   напряжения - мультиметр.

Этап 1 Измерение напряжения в овощах, фруктах и ягоде. Он от мыши полевой,
Скрылся в землю с головой,
Сверху лишь тугие стрелы,
К солнцу тянутся умело.
Лечит от семи недуг,
Всем полезный спелый…
(Лук)

Перед   тем,   как   создать   биобатарейку,   проведем   следующий эксперимент, который нам поможет установить, что в овоще (фрукте, ягоде) без электродов   ток   не   вырабатывается.   В   мякоть   любого   овоща   (фрукта, ягоды) вставляем   щупы   мультиметра,   напряжение   фиксируется   околонулевое. Электрического тока нет.
Последовательность исследования:
1. Вставить в овощ (фрукт, ягоду) цинковую пластину и медную проволоку.
2. Подсоединить проводами мультиметр.
3. Записать значение напряжения в овоще (фрукте).
4. Проделать данный опыт со следующими фруктами (овощами).
Внесем наши измерения в таблицу измерений.

Круглый, красный, кислый, сладкий,

Можно съесть его нам с грядки,

Если же сорвать зелёным,

Будет он к зиме солёным.

Знают люди с давних пор,

Как прекрасен Ответ: (помидор)

В ярко рыжей кожуре
Вырастает на жаре.
Круглый, вкусный «витамин»,
Это сочный …

(апельсин)

Этап 2. Далее мы исследуем работу фруктово-овощной батарейки на светодиоде. Теперь нам экспериментально нужно определить, а достаточно ли этого тока, для того, чтобы светодиод начал светиться.  Собрав батарейку из одного фрукта (овоща) и подсоединив к ней наш светодиод,   понимаем,   что   напряжения   недостаточно   для   того,   чтобы   он засветился.   Увеличиваем   количество   элементов   в   цепи   до   4х,   делаем измерения.   Подсоединяем   светодиод   –   нет   свечения.     Увеличиваем количество элементов до 8, фиксируем мультиметром значения, подключаем светодиод и получаем долгожданный результат – светодиод  загорелся.
Последовательность:
1. Вставить в овощ (фрукт) цинковую пластину и медную проволоку.
2. Подсоединить к овощу (фрукту) светодиод последовательно.
3. Подсоединить проводами амперметр.
4. Проследить за светодиодом, если она не горит, то значит электрического тока не достаточно.
5. Последовательно подсоединить еще  овощ (фрукт), добавляя в цепь по одному телу.
6. Проследить за свечением светодиода.

Научное обоснование проведенных опытов:

В этой самодельной батарейке оцинкованная пластина действует как отрицательный электрод, а медная пластина - как положительный. Сок является электролитом, его положительно заряженные ионы водорода взаимодействую с цинком.
Главное, нам стало понятно, что чем больше мы включаем в цепь последовательно элементов, тем больше получается напряжение. Но не следует забывать, что напряжение нашей батарейки зависит не только от количества овощей и фруктов, но и от их свежести.
Заключение

Представленная нами модель служит прямым доказательством того, что фрукты и овощи обладают электрическими свойствами и могут служить простейшим источником электрического тока. Для свечения светодиода нам понадобилось несколько овощей, но этой мощности не хватает, чтобы включить обычную электрическую лампу. Для того чтобы получить необходимую мощность при свечении лампы необходимо использовать гораздо больше последовательно соединенных овощей, фруктов или ягод. Да, данный вид батареек имеет недостаток - малую мощность, но есть и преимущества:

- Данный вид батареи может изготавливать любой житель планеты.  

- Использованный   состав   батареек   не загрязняет окружающую среду, как гальванические (химические) элементы, и не требует отдельной утилизации.

Если   в   доме   отключили электричество, не отчаивайтесь! Вам понадобится всего лишь несколько апельсинов, луковиц или помидоров и несколько кусков проволоки.   За   альтернативными   источниками   электрической энергии   большое   будущее.