Στα τέλη του 18ου αιώνα, οι διάσημοι επιστήμονες Galvani και Volta ανακάλυψαν τον ηλεκτρισμό στα ζώα. Τα πρώτα ζώα στα οποία οι επιστήμονες πειραματίστηκαν για να επιβεβαιώσουν την ανακάλυψή τους ήταν βάτραχοι.Ο ηλεκτρισμός παράγει τα νεύρα, τους μυς και τα αδενικά κύτταρα όλων των ζωντανών πλασμάτων, αλλά αυτή η ικανότητα αναπτύσσεται περισσότερο στα ψάρια.
Αυτή τη στιγμή είναι γνωστό ότι από 20 χιλιάδες σύγχρονα είδη ψαριών, περίπου 300 είναι ικανά να δημιουργήσουν και να χρησιμοποιήσουν βιοηλεκτρικά πεδία.
Με βάση τη φύση των εκκενώσεων που παράγονται, αυτά τα ψάρια χωρίζονται σε πολύ ηλεκτρικά και ασθενώς ηλεκτρικά. Τα πρώτα περιλαμβάνουν ηλεκτρικά χέλια Νότιας Αμερικής γλυκού νερού, αφρικανικό ηλεκτρικό γατόψαρο και θαλάσσιες ηλεκτρικές ακτίνες. Αυτά τα ψάρια παράγουν πολύ ισχυρές εκκενώσεις: τα χέλια, για παράδειγμα, με τάση έως και 600 βολτ, τα γατόψαρα - 350. Η τάση ρεύματος των μεγάλων θαλάσσιων ακτίνων είναι χαμηλή, καθώς το θαλασσινό νερό είναι καλός αγωγός, αλλά η τρέχουσα ισχύς των εκκενώσεων τους , για παράδειγμα, η ακτίνα Torpedo, μερικές φορές φτάνει τα 60 αμπέρ.
Τα ψάρια του δεύτερου τύπου, για παράδειγμα, ο Mormyrus, ο Gnatonemus, ο Gymnarchus και άλλοι εκπρόσωποι των φαλαινών με ράμφος δεν εκπέμπουν ξεχωριστές εκκρίσεις. Στέλνουν μια σειρά σχεδόν συνεχών και ρυθμικών σημάτων (παλμών) υψηλής συχνότητας στο νερό, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω από το σώμα τους. Η διαμόρφωση αυτού του πεδίου εμφανίζεται με τη μορφή των λεγόμενων γραμμών δύναμης. Εάν ένα αντικείμενο που διαφέρει ως προς την ηλεκτρική του αγωγιμότητα από το νερό εισέλθει σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, η διαμόρφωση του πεδίου αλλάζει: αντικείμενα με μεγαλύτερη αγωγιμότητα συγκεντρώνουν τα κρίνα δύναμης γύρω τους και αυτά με μικρότερη αγωγιμότητα τα διασκορπίζουν. Τα ψάρια αντιλαμβάνονται αυτές τις αλλαγές χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς υποδοχείς, που βρίσκονται στα περισσότερα ψάρια στην περιοχή του κεφαλιού, και καθορίζουν τη θέση του αντικειμένου. Έτσι, αυτά τα ψάρια εκτελούν πραγματική ηλεκτρική θέση.
Τα ψάρια με ράμφος ζουν στην Αφρική, σε αργά κινούμενα λασπωμένα ποτάμια, καθώς και σε λίμνες και βάλτους, σχεδόν όλα κυνηγούν κυρίως τη νύχτα. Μερικά από αυτά έχουν κακή όραση, γι' αυτό, στη διαδικασία μακράς εξέλιξης, αυτά τα ψάρια έχουν αναπτύξει μια τόσο τέλεια μέθοδο για τον εντοπισμό τροφής, εχθρών και διαφόρων αντικειμένων σε απόσταση.
Οι τεχνικές που χρησιμοποιούνται από τα ηλεκτρικά ψάρια όταν πιάνουν θήραμα και αμύνονται ενάντια στους εχθρούς προτείνουν τεχνικές λύσεις στους ανθρώπους κατά την ανάπτυξη εγκαταστάσεων ηλεκτροψαρέματος και απώθησης ψαριών. Η μοντελοποίηση ηλεκτρικών συστημάτων εντοπισμού ψαριών ανοίγει εξαιρετικές προοπτικές. Στη σύγχρονη τεχνολογία υποβρύχιας τοποθεσίας, δεν υπάρχουν συστήματα αναζήτησης και ανίχνευσης που θα λειτουργούσαν με τον ίδιο τρόπο όπως οι ηλεκτροεντοπιστές που δημιουργήθηκαν στο εργαστήριο της φύσης. Επιστήμονες από πολλές χώρες εργάζονται σκληρά για να δημιουργήσουν τέτοιο εξοπλισμό.
Διαφάνεια 2
Ιστορία της ανακάλυψης ηλεκτρικών φαινομένων
Ο Θαλής της Μιλήτου ήταν ο πρώτος που επέστησε την προσοχή στο ηλεκτρικό φορτίο 600 χρόνια π.Χ. Ανακάλυψε ότι το κεχριμπάρι, τριμμένο με μαλλί, θα αποκτήσει τις ιδιότητες να έλκει ελαφριά αντικείμενα: χνούδι, κομμάτια χαρτιού. Αργότερα πίστευαν ότι μόνο το κεχριμπάρι είχε αυτή την ιδιότητα. Στα μέσα του 17ου αιώνα, ο Otto von Garicke ανέπτυξε μια ηλεκτρική μηχανή τριβής. Επιπλέον, ανακάλυψε την ιδιότητα της ηλεκτρικής απώθησης μονοπολικά φορτισμένων αντικειμένων και το 1729 ο Άγγλος επιστήμονας Stephen Gray ανακάλυψε τη διαίρεση των σωμάτων σε αγωγούς ηλεκτρικού ρεύματος και μονωτές. Σύντομα ο συνάδελφός του Ρόμπερτ Σίμερ, παρατηρώντας τον ηλεκτρισμό των μεταξωτών του καλτσών, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι τα ηλεκτρικά φαινόμενα προκαλούνται από το διαχωρισμό των σωμάτων σε θετικά και αρνητικά φορτία. Όταν τα σώματα τρίβονται μεταξύ τους, προκαλούν ηλεκτρισμό αυτών των σωμάτων, δηλαδή ηλεκτρισμός είναι η συσσώρευση φορτίου του ίδιου τύπου σε ένα σώμα και τα φορτία του ίδιου σημείου απωθούνται και τα φορτία διαφορετικών ζωδίων έλκονται μεταξύ τους και είναι αντισταθμίζεται όταν συνδέεται, καθιστώντας το σώμα ουδέτερο (αφορτισμένο). Το 1729, ο Charles Dufay ανακάλυψε ότι υπάρχουν δύο είδη χρεώσεων. Πειράματα που διεξήγαγε ο Du Fay είπαν ότι το ένα από τα φορτία σχηματίζεται με τρίψιμο γυαλιού σε μετάξι και το άλλο με τρίψιμο ρητίνης στο μαλλί. Η έννοια του θετικού και αρνητικού φορτίου εισήχθη από τον Γερμανό φυσιοδίφη Georg Christoph. Ο πρώτος ποσοτικός ερευνητής ήταν ο νόμος της αλληλεπίδρασης των φορτίων, που θεσπίστηκε πειραματικά το 1785 από τον Charles Coulomb χρησιμοποιώντας την ευαίσθητη στρέψη ισορροπία που ανέπτυξε.
Διαφάνεια 3
Γιατί σηκώνονται τα μαλλιά των ηλεκτρισμένων ανθρώπων;
Τα μαλλιά ηλεκτρίζονται με την ίδια φόρτιση. Όπως γνωρίζετε, όπως τα φορτία απωθούν το ένα το άλλο, έτσι και τα μαλλιά, όπως τα φύλλα ενός χάρτινου λοφίου, αποκλίνουν προς όλες τις κατευθύνσεις. Εάν οποιοδήποτε αγώγιμο σώμα, συμπεριλαμβανομένου ενός ανθρώπινου σώματος, απομονωθεί από το έδαφος, τότε μπορεί να φορτιστεί σε υψηλό δυναμικό. Έτσι, με τη βοήθεια μιας ηλεκτροστατικής μηχανής, το ανθρώπινο σώμα μπορεί να φορτιστεί σε δυναμικό δεκάδων χιλιάδων βολτ.
Διαφάνεια 4
Ένα ηλεκτρικό φορτίο που τοποθετείται στο ανθρώπινο σώμα σε αυτή την περίπτωση έχει επίδραση στο νευρικό σύστημα;
Το ανθρώπινο σώμα είναι ένας αγωγός του ηλεκτρισμού. Εάν απομονωθεί από το έδαφος και φορτιστεί, τότε το φορτίο βρίσκεται αποκλειστικά στην επιφάνεια του σώματος, επομένως η φόρτιση σε σχετικά υψηλό δυναμικό δεν επηρεάζει το νευρικό σύστημα, καθώς οι νευρικές ίνες βρίσκονται κάτω από το δέρμα. Η επίδραση ενός ηλεκτρικού φορτίου στο νευρικό σύστημα γίνεται αισθητή τη στιγμή της εκφόρτισης, κατά την οποία συμβαίνει μια ανακατανομή των φορτίων στο σώμα. Αυτή η ανακατανομή είναι ένα βραχυπρόθεσμο ηλεκτρικό ρεύμα που περνά όχι κατά μήκος της επιφάνειας, αλλά μέσα στο σώμα.
Διαφάνεια 5
Γιατί τα πουλιά προσγειώνονται σε καλώδια μετάδοσης υψηλής τάσης ατιμώρητα;
Το σώμα ενός πουλιού που κάθεται σε ένα σύρμα είναι ένας κλάδος ενός κυκλώματος που συνδέεται παράλληλα με το τμήμα του αγωγού μεταξύ των ποδιών του πουλιού. Όταν δύο τμήματα ενός κυκλώματος συνδέονται παράλληλα, το μέγεθος των ρευμάτων σε αυτά είναι αντιστρόφως ανάλογο της αντίστασης. Η αντίσταση του σώματος ενός πουλιού είναι τεράστια σε σύγκριση με την αντίσταση ενός μικρού μήκους αγωγού, επομένως η ποσότητα ρεύματος στο σώμα του πουλιού είναι αμελητέα και ακίνδυνη. Θα πρέπει επίσης να προστεθεί ότι η διαφορά δυναμικού στην περιοχή μεταξύ των ποδιών του πουλιού είναι μικρή.
Διαφάνεια 6
Ψάρια και ηλεκτρισμός.
Οι Ιχθύες χρησιμοποιούν εκκενώσεις: για να φωτίσουν το μονοπάτι τους. να προστατεύει, να επιτίθεται και να αναισθητοποιεί το θύμα.
- μεταδίδουν σήματα μεταξύ τους και εντοπίζουν εμπόδια εκ των προτέρων
Διαφάνεια 7
Τα πιο διάσημα ηλεκτρικά ψάρια είναι το ηλεκτρόχελο, το ηλεκτρικό τσιμπούρι και το ηλεκτρικό γατόψαρο. Αυτά τα ψάρια έχουν ειδικά όργανα για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας. Οι μικρές εντάσεις που προκύπτουν στις συνηθισμένες μυϊκές ίνες συνοψίζονται εδώ λόγω της διαδοχικής συμπερίληψης πολλών μεμονωμένων στοιχείων, τα οποία συνδέονται με νεύρα, όπως αγωγοί, σε μακριές μπαταρίες.
Διαφάνεια 8
Τσιγκούνια.
«Αυτό το ψάρι παγώνει τα ζώα που θέλει να πιάσει, κατατροπώνοντάς τα με τη δύναμη του χτυπήματος που ζει στο σώμα του».
Αριστοτέλης
Διαφάνεια 9
Som.
Τα ηλεκτρικά όργανα βρίσκονται σχεδόν σε όλο το μήκος του σώματος του ψαριού και παράγουν εκκενώσεις με τάσεις έως και 360 V.
Τα πιο ισχυρά ηλεκτρικά όργανα βρίσκονται στα χέλια που ζουν στα ποτάμια της τροπικής Αμερικής. Οι εκφορτίσεις τους φτάνουν σε τάση 650 V.
Διαφάνεια 11
Η βροντή είναι ένα από τα πιο επικίνδυνα φαινόμενα.
Οι βροντές και οι κεραυνοί είναι ένα από τα απειλητικά αλλά μεγαλειώδη φαινόμενα με τα οποία ο άνθρωπος έχει προετοιμαστεί από τα αρχαία χρόνια. Ένα μαινόμενο στοιχείο. Έπεσε πάνω του με τη μορφή εκτυφλωτικής γιγάντιας αστραπής, απειλητικών κεραυνών, νεροποντών και χαλαζιού. Με τον φόβο της καταιγίδας οι άνθρωποι το θεοποίησαν θεωρώντας το όργανο των θεών.
Διαφάνεια 12
Αστραπή
Τις περισσότερες φορές παρατηρούμε κεραυνούς που θυμίζουν στροφές ποταμού με παραπόταμους. Τέτοιες αστραπές ονομάζονται γραμμικές όταν εκκενώνονται μεταξύ των νεφών, το μήκος τους φτάνει τα 20 χιλιόμετρα.
Οι κεραυνοί άλλων τύπων μπορούν να παρατηρηθούν πολύ λιγότερο συχνά.
Μια ηλεκτρική εκκένωση στην ατμόσφαιρα με τη μορφή γραμμικού κεραυνού είναι ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Επιπλέον, η τρέχουσα ισχύς αλλάζει σε 0,2 - 0,3 δευτερόλεπτα. Περίπου το 65% όλων των κεραυνών. Τα οποία παρατηρούμε ότι έχουν τρέχουσα τιμή 10.000 A, αλλά σπάνια φτάνουν τα 230.000 A. Το κανάλι αστραπής μέσα από το οποίο ρέει το ρεύμα γίνεται πολύ ζεστό και λάμπει έντονα. Η θερμοκρασία του καναλιού φτάνει τους δεκάδες χιλιάδες βαθμούς, η πίεση αυξάνεται, ο αέρας διαστέλλεται και είναι σαν μια έκρηξη καυτών αερίων. Αυτό το αντιλαμβανόμαστε ως βροντή. Ένας κεραυνός σε ένα επίγειο αντικείμενο μπορεί να προκαλέσει πυρκαγιά.
Διαφάνεια 13
Όταν ο κεραυνός χτυπάει, για παράδειγμα, ένα δέντρο. Θερμαίνεται, η υγρασία εξατμίζεται από αυτό και η πίεση του προκύπτοντος ατμού και των θερμαινόμενων αερίων οδηγούν σε καταστροφή.
Για την προστασία των κτιρίων από τις εκκενώσεις κεραυνών, χρησιμοποιούνται αλεξικέραυνα, που είναι μια μεταλλική ράβδος που υψώνεται πάνω από το προστατευμένο αντικείμενο.
Διαφάνεια 14
Αστραπή.
Στα φυλλοβόλα δέντρα, το ρεύμα περνά μέσα στον κορμό από τον πυρήνα, όπου υπάρχει πολύς χυμός, ο οποίος βράζει υπό την επίδραση του ρεύματος και οι ατμοί σκίζουν το δέντρο.
Προβολή όλων των διαφανειών
Θέμα της δουλειάς μου: Ζωντανός ηλεκτρισμός
Πριν φτάσει το ηλεκτρικό ρεύμα στο σπίτι μας, διανύει πολύ δρόμο από το μέρος όπου λαμβάνεται το ρεύμα μέχρι το μέρος όπου καταναλώνεται. Το ρεύμα παράγεται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής - ένας ηλεκτρικός σταθμός, ένα σύνολο εγκαταστάσεων, εξοπλισμού και συσκευών που χρησιμοποιούνται απευθείας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και οι απαραίτητες κατασκευές και κτίρια που βρίσκονται σε μια συγκεκριμένη περιοχή.
"ΕΡΓΑΣΙΑ ΖΩΝΤΑΝΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ"
Υπουργείο Παιδείας, Επιστήμης και Νεολαίας της Δημοκρατίας της Κριμαίας
Κριμαϊκός διαγωνισμός ερευνητικών εργασιών και έργων για μαθητές των τάξεων 5-8 "Βήμα στην Επιστήμη"
Θέμα: Ζωντανός ηλεκτρισμός
Οι εργασίες ολοκληρώθηκαν:
Ασάνοβα Εβελίνα Ασάνοβνα
Μαθητής Ε' τάξης
Επιστημονικός Υπεύθυνος:
Ablyalimova Lilya Lenurovna,
καθηγητής βιολογίας και χημείας
MBOU "Γυμνάσιο Veselovskaya"
Με. Veselovka - 2017
1. Εισαγωγή………………………………………………………………………………………………………………………………………………
2. Πηγές ηλεκτρικού ρεύματος…………………………..…….……4
2.1. Μη παραδοσιακές πηγές ενέργειας……………………………..4
2.2. «Ζωντανές» πηγές ηλεκτρικού ρεύματος…………………………...4
2.3. Τα φρούτα και τα λαχανικά ως πηγές ηλεκτρικού ρεύματος…………….5
3. Πρακτικό μέρος…………………………………………………………6
4. Συμπέρασμα………………………………………………………………………………..8
Κατάλογος αναφορών……………………………………………………….9
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ηλεκτρισμός και εγκαταστάσεις - τι κοινό θα μπορούσαν να έχουν; Ωστόσο, πίσω στα μέσα του 18ου αιώνα, οι φυσικοί επιστήμονες κατάλαβαν: αυτές οι δύο έννοιες ενώνονται με κάποιο είδος εσωτερικής σύνδεσης.
Οι άνθρωποι αντιμετώπισαν «ζωντανό» ηλεκτρισμό στην αυγή του πολιτισμού: γνώριζαν την ικανότητα ορισμένων ψαριών να χτυπούν το θήραμα με τη βοήθεια κάποιου είδους εσωτερικής δύναμης. Αυτό αποδεικνύεται από πίνακες σπηλαίων και μερικά αιγυπτιακά ιερογλυφικά που απεικονίζουν ένα ηλεκτρικό γατόψαρο. Και δεν ήταν ο μόνος που ξεχώρισε σε αυτή τη βάση τότε. Οι Ρωμαίοι γιατροί κατάφεραν να χρησιμοποιήσουν τα «χτυπήματα» των τσίμπρι για τη θεραπεία νευρικών ασθενειών. Οι επιστήμονες έχουν κάνει πολλά στη μελέτη της εκπληκτικής αλληλεπίδρασης μεταξύ του ηλεκτρισμού και των ζωντανών όντων, αλλά η φύση εξακολουθεί να κρύβει πολλά από εμάς.
Ο Θαλής της Μιλήτου ήταν ο πρώτος που επέστησε την προσοχή στο ηλεκτρικό φορτίο 600 χρόνια π.Χ. Ανακάλυψε ότι το κεχριμπάρι, τριμμένο με μαλλί, θα αποκτήσει τις ιδιότητες να έλκει ελαφριά αντικείμενα: χνούδι, κομμάτια χαρτιού. Αργότερα πίστευαν ότι μόνο το κεχριμπάρι είχε αυτή την ιδιότητα. Η πρώτη χημική πηγή ηλεκτρικού ρεύματος επινοήθηκε τυχαία, στα τέλη του 17ου αιώνα, από τον Ιταλό επιστήμονα Luigi Galvani. Στην πραγματικότητα, ο στόχος της έρευνας του Galvani δεν ήταν καθόλου η αναζήτηση νέων πηγών ενέργειας, αλλά η μελέτη της αντίδρασης των πειραματόζωων σε διάφορες εξωτερικές επιρροές. Συγκεκριμένα, το φαινόμενο της δημιουργίας και της ροής ρεύματος ανακαλύφθηκε όταν λωρίδες από δύο διαφορετικά μέταλλα προσαρτήθηκαν στον μυ του ποδιού του βατράχου. Ο Galvani έδωσε μια εσφαλμένη θεωρητική εξήγηση για την παρατηρούμενη διαδικασία. Όντας γιατρός, όχι φυσικός, είδε τον λόγο στον λεγόμενο «ζωικό ηλεκτρισμό». Ο Galvani επιβεβαίωσε τη θεωρία του με αναφορά σε γνωστές περιπτώσεις εκκενώσεων που ορισμένα ζωντανά όντα, για παράδειγμα, τα «ηλεκτρικά ψάρια», είναι ικανά να παράγουν.
Το 1729, ο Charles Dufay ανακάλυψε ότι υπάρχουν δύο είδη χρεώσεων. Πειράματα που διεξήγαγε ο Du Fay είπαν ότι το ένα από τα φορτία σχηματίζεται με τρίψιμο γυαλιού σε μετάξι και το άλλο με τρίψιμο ρητίνης στο μαλλί. Η έννοια του θετικού και αρνητικού φορτίου εισήχθη από τον Γερμανό φυσιοδίφη Georg Christoph. Ο πρώτος ποσοτικός ερευνητής ήταν ο νόμος της αλληλεπίδρασης των φορτίων, που θεσπίστηκε πειραματικά το 1785 από τον Charles Coulomb χρησιμοποιώντας την ευαίσθητη στρέψη ισορροπία που ανέπτυξε.
ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
Πριν φτάσει το ηλεκτρικό ρεύμα στο σπίτι μας, διανύει πολύ δρόμο από το μέρος όπου λαμβάνεται το ρεύμα μέχρι το μέρος όπου καταναλώνεται. Το ρεύμα παράγεται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής - ένας ηλεκτρικός σταθμός, ένα σύνολο εγκαταστάσεων, εξοπλισμού και συσκευών που χρησιμοποιούνται απευθείας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και οι απαραίτητες κατασκευές και κτίρια που βρίσκονται σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Ανάλογα με την πηγή ενέργειας, υπάρχουν θερμοηλεκτρικοί σταθμοί (TPPs), υδροηλεκτρικοί σταθμοί (HPPs), σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με αντλία αποθήκευσης και πυρηνικοί σταθμοί (NPPs).
ΜΗ ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Εκτός από τις παραδοσιακές τρέχουσες πηγές, υπάρχουν πολλές μη παραδοσιακές πηγές. Ηλεκτρική ενέργεια, στην πραγματικότητα, μπορεί να ληφθεί από σχεδόν οτιδήποτε. Μη παραδοσιακές πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, όπου πρακτικά δεν σπαταλούνται αναντικατάστατοι ενεργειακοί πόροι: αιολική ενέργεια, παλιρροιακή ενέργεια, ηλιακή ενέργεια.
Υπάρχουν και άλλα αντικείμενα που με την πρώτη ματιά δεν έχουν καμία σχέση με την ηλεκτρική ενέργεια, αλλά μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγή ρεύματος.
«ΖΩΝΤΑΝΕΣ» ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
Υπάρχουν ζώα στη φύση που ονομάζουμε «ζωντανές δυνάμεις». Τα ζώα είναι πολύ ευαίσθητα στο ηλεκτρικό ρεύμα. Ακόμη και ένα μικρό ρεύμα είναι μοιραίο για πολλούς από αυτούς. Τα άλογα πεθαίνουν ακόμη και από μια σχετικά ασθενή τάση 50-60 βολτ. Και υπάρχουν ζώα που όχι μόνο έχουν υψηλή αντίσταση στο ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά δημιουργούν και ρεύμα στο σώμα τους. Αυτά τα ψάρια είναι τα ηλεκτρόχελια, τα τσούχτρα και τα γατόψαρα. Πραγματικές ζωντανές δυνάμεις!
Η πηγή του ρεύματος είναι ειδικά ηλεκτρικά όργανα που βρίσκονται σε δύο ζεύγη κάτω από το δέρμα κατά μήκος του σώματος - κάτω από το ουραίο πτερύγιο και στο πάνω μέρος της ουράς και της πλάτης. Στην εμφάνιση, τέτοια όργανα είναι ένα επίμηκες σώμα, που αποτελείται από μια κοκκινοκίτρινη ζελατινώδη ουσία, χωρισμένη σε αρκετές χιλιάδες επίπεδες πλάκες, κύτταρα, διαμήκη και εγκάρσια χωρίσματα. Κάτι σαν μπαταρία. Περισσότερες από 200 νευρικές ίνες πλησιάζουν το ηλεκτρικό όργανο από το νωτιαίο μυελό, κλαδιά από τα οποία πηγαίνουν στο δέρμα της πλάτης και της ουράς. Το άγγιγμα της πλάτης ή της ουράς αυτού του ψαριού παράγει μια ισχυρή εκκένωση που μπορεί να σκοτώσει αμέσως μικρά ζώα και να αναισθητοποιήσει μεγάλα ζώα και ανθρώπους. Επιπλέον, το ρεύμα μεταδίδεται καλύτερα στο νερό. Τα μεγάλα ζώα που ζαλίζονται από τα χέλια συχνά πνίγονται στο νερό.
Τα ηλεκτρικά όργανα είναι ένα μέσο όχι μόνο για την προστασία από τους εχθρούς, αλλά και για την απόκτηση τροφής. Κυνήγι ηλεκτρικών χελιών τη νύχτα. Πλησιάζοντας το θήραμα, αποφορτίζει τυχαία τις «μπαταρίες» του και όλα τα ζωντανά πράγματα - ψάρια, βάτραχοι, καβούρια - παραλύουν. Η δράση της εκκένωσης μεταδίδεται σε απόσταση 3-6 μέτρων. Το μόνο που μπορεί να κάνει είναι να καταπιεί το ζαλισμένο θήραμα. Έχοντας εξαντλήσει την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας, το ψάρι ξεκουράζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα και το αναπληρώνει, «φορτίζοντας» τις «μπαταρίες» του.
2.3. ΦΡΟΥΤΑ ΚΑΙ ΛΑΧΑΝΙΚΑ ΩΣ ΠΗΓΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
Αφού μελέτησα τη βιβλιογραφία, έμαθα ότι η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ληφθεί από ορισμένα φρούτα και λαχανικά. Ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να ληφθεί από λεμόνι, μήλα και, το πιο ενδιαφέρον, από συνηθισμένες πατάτες - ωμές και βραστές. Τέτοιες ασυνήθιστες μπαταρίες μπορούν να λειτουργήσουν για αρκετές ημέρες, ακόμη και εβδομάδες, και η ηλεκτρική ενέργεια που παράγουν είναι 5-50 φορές φθηνότερη από αυτή που λαμβάνεται από τις παραδοσιακές μπαταρίες και τουλάχιστον έξι φορές πιο οικονομική από μια λάμπα κηροζίνης όταν χρησιμοποιείται για φωτισμό.
Ινδοί επιστήμονες αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν φρούτα, λαχανικά και τα απορρίμματά τους για να τροφοδοτήσουν απλές οικιακές συσκευές. Οι μπαταρίες περιέχουν μια πάστα από επεξεργασμένες μπανάνες, φλούδες πορτοκαλιού και άλλα λαχανικά ή φρούτα, στην οποία τοποθετούνται ηλεκτρόδια ψευδαργύρου και χαλκού. Το νέο προϊόν έχει σχεδιαστεί κυρίως για κατοίκους αγροτικών περιοχών, οι οποίοι μπορούν να προετοιμάσουν τα δικά τους συστατικά φρούτων και λαχανικών για να επαναφορτίσουν ασυνήθιστες μπαταρίες.
ΠΡΑΚΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ
Τα τμήματα των φύλλων και των στελεχών είναι πάντα αρνητικά φορτισμένα σε σχέση με τον κανονικό ιστό. Εάν πάρετε ένα λεμόνι ή ένα μήλο και το κόψετε και στη συνέχεια εφαρμόσετε δύο ηλεκτρόδια στη φλούδα, δεν θα ανιχνεύσουν διαφορά δυναμικού. Εάν το ένα ηλεκτρόδιο εφαρμοστεί στη φλούδα και το άλλο στο εσωτερικό του πολτού, θα εμφανιστεί μια διαφορά δυναμικού και το γαλβανόμετρο θα σημειώσει την εμφάνιση ρεύματος.
Αποφάσισα να το δοκιμάσω πειραματικά και να αποδείξω ότι υπάρχει ηλεκτρισμός στα λαχανικά και στα φρούτα. Για έρευνα επέλεξα τα εξής φρούτα και λαχανικά: λεμόνι, μήλο, μπανάνα, μανταρίνι, πατάτα. Σημείωσε τις μετρήσεις του γαλβανόμετρου και, πράγματι, έλαβε ρεύμα σε κάθε περίπτωση.
Ως αποτέλεσμα της εργασίας που έγινε:
1. Μελέτησα και ανέλυσα επιστημονική και εκπαιδευτική βιβλιογραφία για πηγές ηλεκτρικού ρεύματος.
2. Γνώρισα την πρόοδο των εργασιών λήψης ηλεκτρικού ρεύματος από φυτά.
3. Απέδειξε ότι υπάρχει ηλεκτρισμός στους καρπούς διαφόρων φρούτων και λαχανικών και έλαβε ασυνήθιστες πηγές ρεύματος.
Φυσικά, η ηλεκτρική ενέργεια των φυτών και των ζώων δεν μπορεί επί του παρόντος να αντικαταστήσει τις πλήρεις ισχυρές πηγές ενέργειας. Ωστόσο, δεν πρέπει να υποτιμηθούν.
ΣΥΝΑΨΗ
Για την επίτευξη του στόχου της εργασίας μου, έχουν λυθεί όλες οι ερευνητικές εργασίες.
Η ανάλυση της επιστημονικής και εκπαιδευτικής βιβλιογραφίας οδήγησε στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν πολλά αντικείμενα γύρω μας που μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγές ηλεκτρικού ρεύματος.
Κατά τη διάρκεια της εργασίας εξετάστηκαν μέθοδοι παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Έμαθα πολλά ενδιαφέροντα πράγματα για τις παραδοσιακές πηγές ενέργειας - διάφορα είδη σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Με τη βοήθεια της εμπειρίας, έχω δείξει ότι είναι δυνατό να ληφθεί ηλεκτρική ενέργεια από ορισμένα φρούτα, φυσικά, αυτό είναι ένα μικρό ρεύμα, αλλά το ίδιο το γεγονός της παρουσίας του δίνει ελπίδα ότι στο μέλλον τέτοιες πηγές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για δικές τους. σκοπούς (φόρτιση κινητού τηλεφώνου κ.λπ.). Τέτοιες μπαταρίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν από κατοίκους αγροτικών περιοχών της χώρας, οι οποίοι μπορούν οι ίδιοι να προετοιμάσουν συστατικά φρούτων και λαχανικών για την επαναφόρτιση των βιο-μπαταριών. Η χρησιμοποιημένη σύνθεση της μπαταρίας δεν μολύνει το περιβάλλον όπως τα γαλβανικά (χημικά) στοιχεία και δεν απαιτεί ξεχωριστή απόρριψη σε καθορισμένους χώρους.
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΑΝΑΦΟΡΩΝ
Gordeev A.M., Sheshnev V.B. Ηλεκτρισμός στη ζωή των φυτών. Εκδότης: Nauka - 1991
Περιοδικό «Επιστήμη και Ζωή», Νο 10, 2004.
Περιοδικό. «Γαλιλαίος» Επιστήμη με πείραμα. Νο 3/ 2011 “Lemon Battery”.
Περιοδικό «Young Erudite» Νο. 10 / 2009 «Ενέργεια από το τίποτα».
Γαλβανικό κελί - άρθρο από τη Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια.
V. Lavrus «Μπαταρίες και συσσωρευτές».
Προβολή περιεχομένων εγγράφου
"ΔΙΑΤΡΙΒΗ"
Θέμα: Ζωντανός ηλεκτρισμός
Επιστημονική υπεύθυνη: Lilya Lenurovna Ablyalimova, δασκάλα βιολογίας και χημείας, Veselovskaya Secondary School
Συνάφεια του επιλεγμένου θέματος: επί του παρόντος στη Ρωσία υπάρχει μια τάση αύξησης των τιμών των ενεργειακών πόρων, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτρικής ενέργειας. Ως εκ τούτου, το θέμα της εύρεσης φθηνών πηγών ενέργειας είναι σημαντικό. Η ανθρωπότητα βρίσκεται αντιμέτωπη με το καθήκον να αναπτύξει φιλικές προς το περιβάλλον, ανανεώσιμες, μη παραδοσιακές πηγές ενέργειας.
Σκοπός της εργασίας: εντοπισμός τρόπων απόκτησης ηλεκτρικής ενέργειας από εγκαταστάσεις και πειραματική επιβεβαίωση ορισμένων εξ αυτών.
Μελετήστε και αναλύστε επιστημονική και εκπαιδευτική βιβλιογραφία για πηγές ηλεκτρικού ρεύματος.
Εξοικειωθείτε με την πρόοδο των εργασιών για τη λήψη ηλεκτρικού ρεύματος από τα φυτά.
Αποδείξτε ότι τα φυτά έχουν ηλεκτρισμό.
Διατυπώστε οδηγίες για την ευεργετική χρήση των αποτελεσμάτων που αποκτήθηκαν.
Μέθοδοι έρευνας: βιβλιογραφική ανάλυση, πειραματική μέθοδος, μέθοδος σύγκρισης.
Προβολή περιεχομένου παρουσίασης
"ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ"
Ζω ηλεκτρισμός Οι εργασίες ολοκληρώθηκαν: Ασανόβα Εβελίνα, Μαθητής Ε' τάξης MBOU "Γυμνάσιο Veselovskaya"
Συνάφεια της εργασίας:
Επί του παρόντος, υπάρχει μια τάση στη Ρωσία για αύξηση των τιμών των ενεργειακών πόρων, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτρικής ενέργειας. Ως εκ τούτου, το θέμα της εύρεσης φθηνών πηγών ενέργειας είναι σημαντικό.
Η ανθρωπότητα βρίσκεται αντιμέτωπη με το καθήκον της ανάπτυξης φιλικών προς το περιβάλλον, ανανεώσιμων, μη παραδοσιακών πηγών ενέργειας.
Σκοπός της εργασίας:
Προσδιορισμός τρόπων λήψης ηλεκτρικής ενέργειας από εγκαταστάσεις και πειραματική επιβεβαίωση ορισμένων από αυτούς.
- Μελετήστε και αναλύστε επιστημονική και εκπαιδευτική βιβλιογραφία για πηγές ηλεκτρικού ρεύματος.
- Εξοικειωθείτε με την πρόοδο των εργασιών για τη λήψη ηλεκτρικού ρεύματος από τα φυτά.
- Αποδείξτε ότι τα φυτά έχουν ηλεκτρισμό.
- Διατυπώστε οδηγίες για την ευεργετική χρήση των αποτελεσμάτων που αποκτήθηκαν.
- Ανάλυση βιβλιογραφίας
- Πειραματική μέθοδος
- Μέθοδος σύγκρισης
Εισαγωγή
Η δουλειά μας είναι αφιερωμένη σε ασυνήθιστες πηγές ενέργειας.
Οι πηγές χημικού ρεύματος παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στον κόσμο γύρω μας. Χρησιμοποιούνται σε κινητά τηλέφωνα και διαστημόπλοια, σε πυραύλους κρουζ και φορητούς υπολογιστές, σε αυτοκίνητα, φακούς και συνηθισμένα παιχνίδια. Κάθε μέρα συναντάμε μπαταρίες, συσσωρευτές και κυψέλες καυσίμου.
Η σύγχρονη ζωή είναι απλά αδιανόητη χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα - φανταστείτε την ύπαρξη της ανθρωπότητας χωρίς σύγχρονες οικιακές συσκευές, εξοπλισμό ήχου και εικόνας, μια βραδιά με ένα κερί και μια δάδα.
Ζωντανοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής
Οι πιο ισχυρές εκκενώσεις παράγονται από το ηλεκτρικό χέλι της Νότιας Αμερικής. Φτάνουν τα 500-600 βολτ. Αυτό το είδος έντασης μπορεί να χτυπήσει ένα άλογο από τα πόδια του. Το χέλι δημιουργεί ένα ιδιαίτερα ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα όταν κάμπτεται σε ένα τόξο, έτσι ώστε το θύμα να βρίσκεται ανάμεσα στην ουρά και το κεφάλι του: δημιουργείται ένας κλειστός ηλεκτρικός δακτύλιος .
Ζωντανοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής
Τα Stingrays είναι ζωντανά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας, που παράγουν τάση περίπου 50-60 βολτ και παρέχουν ρεύμα εκφόρτισης 10 αμπέρ.
Όλα τα ψάρια που παράγουν ηλεκτρικές εκκενώσεις χρησιμοποιούν ειδικά ηλεκτρικά όργανα για αυτό.
Κάτι για τα ηλεκτρικά ψάρια
Οι Ιχθύες χρησιμοποιούν εκκενώσεις:
- για να φωτίσεις το μονοπάτι σου.
- να προστατεύει, να επιτίθεται και να αναισθητοποιεί το θύμα.
- μεταδίδουν σήματα μεταξύ τους και εντοπίζουν εκ των προτέρων εμπόδια.
Μη παραδοσιακές τρέχουσες πηγές
Εκτός από τις παραδοσιακές τρέχουσες πηγές, υπάρχουν πολλές μη παραδοσιακές. Αποδεικνύεται ότι η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ληφθεί από σχεδόν οτιδήποτε.
Πείραμα:
Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ληφθεί από ορισμένα φρούτα και λαχανικά. Ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να ληφθεί από λεμόνι, μήλα και, το πιο ενδιαφέρον, από συνηθισμένες πατάτες. Έκανα πειράματα με αυτά τα φρούτα και στην πραγματικότητα έλαβα ένα ρεύμα.
- Ως αποτέλεσμα της εργασίας που έγινε:
- 1. Μελέτησα και ανέλυσα επιστημονική και εκπαιδευτική βιβλιογραφία για πηγές ηλεκτρικού ρεύματος.
- 2. Γνώρισα την πρόοδο των εργασιών λήψης ηλεκτρικού ρεύματος από φυτά.
- 3. Απέδειξε ότι υπάρχει ηλεκτρισμός στους καρπούς διαφόρων φρούτων και λαχανικών και έλαβε ασυνήθιστες πηγές ρεύματος.
ΣΥΝΑΨΗ:
Για την επίτευξη του στόχου της εργασίας μου, έχουν λυθεί όλες οι ερευνητικές εργασίες. Η ανάλυση της επιστημονικής και εκπαιδευτικής βιβλιογραφίας οδήγησε στο συμπέρασμα ότι υπάρχουν πολλά αντικείμενα γύρω μας που μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγές ηλεκτρικού ρεύματος.
Κατά τη διάρκεια της εργασίας εξετάστηκαν μέθοδοι παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος. Έμαθα πολλά ενδιαφέροντα πράγματα για τις παραδοσιακές πηγές ενέργειας - διάφορα είδη σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Μέσα από πειράματα, έχω δείξει ότι είναι δυνατό να ληφθεί ηλεκτρική ενέργεια από ορισμένα φρούτα, φυσικά, αυτό είναι ένα μικρό ρεύμα, αλλά το ίδιο το γεγονός της παρουσίας του δίνει ελπίδα ότι στο μέλλον τέτοιες πηγές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τους δικούς τους σκοπούς. φόρτιση κινητού τηλεφώνου κ.λπ.). Τέτοιες μπαταρίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν από κατοίκους αγροτικών περιοχών της χώρας, οι οποίοι μπορούν οι ίδιοι να προετοιμάσουν συστατικά φρούτων και λαχανικών για την επαναφόρτιση των βιο-μπαταριών. Η χρησιμοποιημένη σύνθεση της μπαταρίας δεν μολύνει το περιβάλλον όπως τα γαλβανικά (χημικά) στοιχεία και δεν απαιτεί ξεχωριστή απόρριψη σε καθορισμένους χώρους.
Το χρησιμοποιούμε καθημερινά. Είναι μέρος της καθημερινότητάς μας και πολύ συχνά η φύση αυτού του φαινομένου είναι άγνωστη σε εμάς. Μιλάμε για ηλεκτρισμό.
Λίγοι γνωρίζουν ότι αυτός ο όρος εμφανίστηκε πριν από σχεδόν 500 χρόνια. Ο Άγγλος φυσικός William Gilbert μελέτησε τα ηλεκτρικά φαινόμενα και παρατήρησε ότι πολλά αντικείμενα, όπως το κεχριμπάρι, προσελκύουν μικρότερα σωματίδια μετά το τρίψιμο. Ως εκ τούτου, προς τιμήν της απολιθωμένης ρητίνης, ονόμασε αυτό το φαινόμενο ηλεκτρισμός (από το λατινικό Electricus - κεχριμπάρι). Παρεμπιπτόντως, πολύ πριν από τον Γκίλμπερτ, ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Θαλής παρατήρησε τις ίδιες ιδιότητες του κεχριμπαριού και τις περιέγραψε. Αλλά το δικαίωμα να ονομαστείς ανακάλυψε παρέμεινε στον William Gilbert, επειδή στην επιστήμη υπάρχει μια παράδοση - όποιος άρχισε να μελετά πρώτος είναι ο συγγραφέας.
Οι άνθρωποι που δάμασαν τον ηλεκτρισμό
Ωστόσο, τα πράγματα δεν προχώρησαν περισσότερο από περιγραφές και πρωτόγονες έρευνες. Μόνο τον 17ο–18ο αιώνα το θέμα της ηλεκτρικής ενέργειας έλαβε σημαντική κάλυψη στην επιστημονική βιβλιογραφία. Από αυτούς που μετά τον W. Gilbert μελέτησαν αυτό το φαινόμενο, μπορεί κανείς να ονομάσει τον Benjamin Franklin, ο οποίος είναι γνωστός όχι μόνο για την πολιτική του καριέρα, αλλά και για την έρευνά του στον ατμοσφαιρικό ηλεκτρισμό.
Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου και ο νόμος της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρικών φορτίων ονομάζονται από τον Γάλλο φυσικό Charles Coulomb. Όχι λιγότερο σημαντική συνεισφορά είχαν οι Luigi Galvani, Alessandro Volt, Michael Faraday και Andre Ampere. Όλα αυτά τα ονόματα ήταν γνωστά από το σχολείο. Ο συμπατριώτης μας Βασίλι Πετρόφ, ο οποίος ανακάλυψε το βολταϊκό τόξο στις αρχές του 19ου αιώνα, έκανε επίσης την έρευνά του στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας.
"Volta Arc"
Μπορούμε να πούμε ότι, ξεκινώντας από αυτή τη στιγμή, ο ηλεκτρισμός παύει να είναι μηχανορραφίες φυσικών δυνάμεων και σταδιακά αρχίζει να εισέρχεται στις ζωές των ανθρώπων, αν και μέχρι σήμερα παραμένουν μυστήρια σε αυτό το φαινόμενο.
Μπορούμε οπωσδήποτε να πούμε: αν δεν υπήρχαν ηλεκτρικά φαινόμενα στη φύση, τότε είναι πιθανό ότι τίποτα τέτοιο δεν θα είχε ανακαλυφθεί μέχρι τώρα. Στην αρχαιότητα, τρόμαζαν το εύθραυστο μυαλό του ανθρώπου, αλλά με τον καιρό προσπάθησε να δαμάσει τον ηλεκτρισμό. Τα αποτελέσματα αυτών των ενεργειών είναι τέτοια που δεν είναι πλέον δυνατό να φανταστεί κανείς τη ζωή χωρίς αυτόν.
Η ανθρωπότητα μπόρεσε να «δαμάσει» τον ηλεκτρισμό
Πώς εκδηλώνεται ο ηλεκτρισμός στη φύση;
Όπως είναι φυσικό, όταν η συζήτηση στρέφεται στον φυσικό ηλεκτρισμό, αμέσως έρχεται στο μυαλό ο κεραυνός. Ο προαναφερόμενος Αμερικανός πολιτικός ήταν ο πρώτος που τα μελέτησε. Παρεμπιπτόντως, στην επιστήμη υπάρχει μια εκδοχή ότι ο κεραυνός είχε σημαντικό αντίκτυπο στην ανάπτυξη της ζωής στη Γη, καθώς οι βιολόγοι έχουν διαπιστώσει το γεγονός ότι η σύνθεση αμινοξέων απαιτεί ηλεκτρισμό.
Ο κεραυνός είναι μια ισχυρή εκκένωση ηλεκτρικής ενέργειας
Όλοι γνωρίζουν την αίσθηση όταν, όταν αγγίζετε κάποιον ή κάτι, εμφανίζεται μια ηλεκτρική εκκένωση, προκαλώντας ελαφρά ταλαιπωρία. Αυτή είναι μια εκδήλωση της παρουσίας ηλεκτρικών ρευμάτων στο ανθρώπινο σώμα. Παρεμπιπτόντως, το νευρικό σύστημα λειτουργεί λόγω ηλεκτρικών παρορμήσεων που προέρχονται από την ερεθισμένη περιοχή στον εγκέφαλο.
Τα σήματα μεταδίδονται ηλεκτρικά μέσα στους εγκεφαλικούς νευρώνες
Αλλά όχι μόνο οι άνθρωποι παράγουν ηλεκτρικά ρεύματα μέσα τους. Πολλοί κάτοικοι των θαλασσών και των ωκεανών είναι ικανοί να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρικό χέλι είναι ικανό να δημιουργήσει τάση έως και 500 βολτ και η ισχύς φόρτισης ενός τσιμπούρι φτάνει τα 0,5 κιλοβάτ. Επιπλέον, ορισμένα είδη ψαριών χρησιμοποιούν ένα ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργούν γύρω τους, με τη βοήθεια του οποίου μπορούν εύκολα να πλοηγηθούν σε λασπωμένα νερά και σε βάθη όπου το φως του ήλιου δεν διεισδύει.
Ηλεκτρικό χέλι στον ποταμό Αμαζόνιο
Ο ηλεκτρισμός στην υπηρεσία του ανθρώπου
Όλα αυτά έγιναν οι προϋποθέσεις για τη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας για οικιακούς και βιομηχανικούς σκοπούς. Ήδη τον 19ο αιώνα, άρχισε να χρησιμοποιείται τακτικά, κυρίως για φωτισμό εσωτερικών χώρων. Χάρη σε αυτόν, κατέστη δυνατή η δημιουργία εξοπλισμού για τη μετάδοση πληροφοριών σε τεράστιες αποστάσεις χρησιμοποιώντας ραδιόφωνο, τηλεόραση και τηλέγραφο.
Ηλεκτρισμός για τη μετάδοση πληροφοριών
Στις μέρες μας είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς τη ζωή χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα, γιατί όλες οι συνήθεις συσκευές λειτουργούν αποκλειστικά σε αυτό. Προφανώς, αυτό ήταν το έναυσμα για τη δημιουργία συσκευών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας (μπαταρίες) και ηλεκτρικών γεννητριών για εκείνα τα μέρη όπου δεν έχουν φτάσει ακόμη οι πόλοι υψηλής τάσης.
Επιπλέον, η ηλεκτρική ενέργεια είναι η μηχανή της επιστήμης. Πολλά όργανα που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να μελετήσουν τον κόσμο γύρω τους τροφοδοτούνται επίσης από αυτό. Σταδιακά, ο ηλεκτρισμός κατακτά το διάστημα. Σε διαστημόπλοια τοποθετούνται ισχυρές μπαταρίες, στον πλανήτη κατασκευάζονται ηλιακά πάνελ και τοποθετούνται ανεμογεννήτριες, οι οποίες λαμβάνουν ενέργεια από τη φύση.
Επιστήμη ηλεκτρικών μηχανών
Κι όμως αυτό το φαινόμενο εξακολουθεί να καλύπτεται από μυστήριο και σκοτάδι για πολλούς ανθρώπους. Ακόμη και παρά τη σχολική εκπαίδευση, ορισμένοι παραδέχονται ότι δεν κατανοούν πλήρως τις αρχές του τρόπου λειτουργίας του ηλεκτρισμού. Υπάρχουν και αυτοί που μπερδεύονται με τους όρους. Δεν είναι πάντα σε θέση να εξηγήσουν τη διαφορά μεταξύ τάσης, ισχύος και αντίστασης.
Στη ζωντανή φύση υπάρχουν πολλές διεργασίες που συνδέονται με ηλεκτρικά φαινόμενα. Ας δούμε μερικά από αυτά.
Πολλά λουλούδια και φύλλα έχουν τη δυνατότητα να κλείνουν και να ανοίγουν ανάλογα με την ώρα και την ημέρα. Αυτό προκαλείται από ηλεκτρικά σήματα που αντιπροσωπεύουν ένα δυναμικό δράσης. Τα φύλλα μπορούν να αναγκαστούν να κλείσουν χρησιμοποιώντας εξωτερικά ηλεκτρικά ερεθίσματα. Επιπλέον, πολλά φυτά αντιμετωπίζουν ρεύματα ζημιάς. Τα τμήματα των φύλλων και των στελεχών είναι πάντα αρνητικά φορτισμένα σε σχέση με τον κανονικό ιστό.
Εάν πάρετε ένα λεμόνι ή ένα μήλο και το κόψετε και στη συνέχεια εφαρμόσετε δύο ηλεκτρόδια στη φλούδα, δεν θα ανιχνεύσουν διαφορά δυναμικού. Εάν το ένα ηλεκτρόδιο εφαρμοστεί στη φλούδα και το άλλο στο εσωτερικό του πολτού, θα εμφανιστεί μια διαφορά δυναμικού και το γαλβανόμετρο θα σημειώσει την εμφάνιση ρεύματος.
Η αλλαγή στο δυναμικό ορισμένων φυτικών ιστών τη στιγμή της καταστροφής τους μελετήθηκε από τον Ινδό επιστήμονα Bose. Συγκεκριμένα, συνέδεσε το εξωτερικό και το εσωτερικό μέρος του μπιζελιού με ένα γαλβανόμετρο. Ζέστανε το μπιζέλι σε θερμοκρασία έως και 60 C και καταγράφηκε ηλεκτρικό δυναμικό 0,5 V. Ο ίδιος επιστήμονας εξέτασε ένα μαξιλάρι μιμόζας, το οποίο ερέθισε με βραχείς παλμούς ρεύματος.
Όταν διεγείρεται, προέκυψε ένα δυναμικό δράσης. Η αντίδραση της μιμόζας δεν ήταν στιγμιαία, αλλά καθυστέρησε κατά 0,1 δευτερόλεπτα. Επιπλέον, ένας άλλος τύπος διέγερσης, το λεγόμενο αργό κύμα, το οποίο εμφανίζεται όταν καταστραφεί, διαδόθηκε στα μονοπάτια της μιμόζας. Αυτό το κύμα περνά κατά μήκος των μπουμπουκιών, φθάνει στο στέλεχος, προκαλώντας την εμφάνιση ενός δυναμικού δράσης, που μεταδίδεται κατά μήκος του στελέχους και οδηγεί στο χαμήλωμα των κοντινών φύλλων. Η μιμόζα αντιδρά μετακινώντας το φύλλο στον ερεθισμό του μαξιλαριού με ρεύμα 0,5 μΑ. Η ευαισθησία της ανθρώπινης γλώσσας είναι 10 φορές μικρότερη.
Όχι λιγότερο ενδιαφέροντα φαινόμενα που σχετίζονται με τον ηλεκτρισμό μπορούν να βρεθούν στα ψάρια. Οι αρχαίοι Έλληνες ήταν επιφυλακτικοί όταν συναντούσαν ψάρια στο νερό, που έκαναν τα ζώα και τους ανθρώπους να παγώσουν. Αυτό το ψάρι ήταν ένα ηλεκτρικό τσιγκούνι και το όνομά του ήταν τορπίλη.
Ο ρόλος του ηλεκτρισμού είναι διαφορετικός στη ζωή διαφορετικών ψαριών. Μερικοί από αυτούς χρησιμοποιούν ειδικά όργανα για να δημιουργήσουν ισχυρές ηλεκτρικές εκκενώσεις στο νερό. Για παράδειγμα, ένα χέλι του γλυκού νερού δημιουργεί τέτοια ένταση που μπορεί να αποκρούσει μια εχθρική επίθεση ή να παραλύσει το θύμα. Τα ηλεκτρικά όργανα των ψαριών αποτελούνται από μύες που έχουν χάσει την ικανότητα να συστέλλονται. Ο μυϊκός ιστός χρησιμεύει ως αγωγός και ο συνδετικός ιστός ως μονωτής. Τα νεύρα από το νωτιαίο μυελό πηγαίνουν στο όργανο. Αλλά γενικά είναι μια δομή λεπτής πλάκας εναλλασσόμενων στοιχείων. Το χέλι έχει από 6.000 έως 10.000 στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά για να σχηματίσουν μια στήλη, και περίπου 70 στήλες σε κάθε όργανο, που βρίσκονται κατά μήκος του σώματος.
Σε πολλά ψάρια (γυμνάρχης, μαχαίρι ψαριού, γνατόνεμος), το κεφάλι φορτίζεται θετικά και η ουρά φορτίζεται αρνητικά, αλλά στο ηλεκτρικό γατόψαρο, αντίθετα, η ουρά είναι θετικά φορτισμένη και το κεφάλι αρνητικά. Τα ψάρια χρησιμοποιούν τις ηλεκτρικές τους ιδιότητες τόσο για επίθεση και άμυνα, όσο και για να βρουν θήραμα, να πλοηγηθούν σε ταραγμένο νερό και να εντοπίσουν επικίνδυνους αντιπάλους.
Υπάρχουν επίσης ασθενώς ηλεκτρικά ψάρια. Δεν έχουν ηλεκτρικά όργανα. Αυτά είναι συνηθισμένα ψάρια: σταυροειδές κυπρίνος, κυπρίνος, ψαρονέφρι κ.λπ. Αισθάνονται το ηλεκτρικό πεδίο και εκπέμπουν ένα αδύναμο ηλεκτρικό σήμα.
Πρώτα, οι βιολόγοι ανακάλυψαν την παράξενη συμπεριφορά ενός μικρού ψαριού του γλυκού νερού - του αμερικανικού γατόψαρου. Ένιωσε ένα μεταλλικό ραβδί να τον πλησιάζει μέσα στο νερό σε απόσταση πολλών χιλιοστών. Ο Άγγλος επιστήμονας Hans Lissmann έκλεισε μεταλλικά αντικείμενα σε κοχύλια παραφίνης ή γυαλιού και τα κατέβασε στο νερό, αλλά δεν κατάφερε να ξεγελάσει το γατόψαρο του Νείλου και το gymnarchus. Το ψάρι αισθάνθηκε μεταλλικό. Πράγματι, αποδείχθηκε ότι τα ψάρια έχουν ειδικά όργανα που αντιλαμβάνονται αδύναμη ένταση ηλεκτρικού πεδίου.
Δοκιμάζοντας την ευαισθησία των ηλεκτρουποδοχέων στα ψάρια, οι επιστήμονες διεξήγαγαν ένα πείραμα. Κάλυψαν το ενυδρείο με τα ψάρια με ένα σκούρο πανί ή χαρτί και μετακινούσαν έναν μικρό μαγνήτη κοντά στον αέρα. Το ψάρι ένιωσε το μαγνητικό πεδίο. Στη συνέχεια, οι ερευνητές απλώς κίνησαν τα χέρια τους κοντά στο ενυδρείο. Και αντέδρασε ακόμη και στο πιο αδύναμο βιοηλεκτρικό πεδίο που δημιουργήθηκε από ανθρώπινο χέρι.
Τα ψάρια καταγράφουν το ηλεκτρικό πεδίο όχι χειρότερα, και μερικές φορές ακόμη καλύτερα, από τα πιο ευαίσθητα όργανα στον κόσμο και παρατηρούν την παραμικρή αλλαγή στην έντασή του. Τα ψάρια, όπως αποδεικνύεται, δεν είναι μόνο αιωρούμενα «γαλβανόμετρα», αλλά και πλωτές «ηλεκτρικές γεννήτριες». Εκπέμπουν ηλεκτρικό ρεύμα στο νερό και δημιουργούν ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω τους που είναι πολύ ισχυρότερο από αυτό που προκύπτει γύρω από τα συνηθισμένα ζωντανά κύτταρα.
Με τη βοήθεια ηλεκτρικών σημάτων, τα ψάρια μπορούν ακόμη και να «μιλούν» με έναν ιδιαίτερο τρόπο. Τα χέλια, για παράδειγμα, όταν βλέπουν φαγητό, αρχίζουν να παράγουν παλμούς ρεύματος συγκεκριμένης συχνότητας, προσελκύοντας έτσι τους συντρόφους τους. Και αν δύο ψάρια τοποθετηθούν σε ένα ενυδρείο, η συχνότητα των ηλεκτρικών τους εκκενώσεων αυξάνεται αμέσως.
Οι αντίπαλοι των Ιχθύων καθορίζουν τη δύναμη του αντιπάλου τους από τη δύναμη των σημάτων που εκπέμπουν. Άλλα ζώα δεν έχουν τέτοια συναισθήματα. Γιατί μόνο τα ψάρια είναι προικισμένα με αυτή την ιδιότητα;
Τα ψάρια ζουν στο νερό. Το θαλασσινό νερό είναι ένας εξαιρετικός αγωγός. Ηλεκτρικά κύματα διαδίδονται σε αυτό, χωρίς εξασθένηση, για χιλιάδες χιλιόμετρα. Επιπλέον, τα ψάρια έχουν φυσιολογικά χαρακτηριστικά μυϊκής δομής, τα οποία με την πάροδο του χρόνου έχουν γίνει «ζωντανές γεννήτριες».
Η ικανότητα των ψαριών να συσσωρεύουν ηλεκτρική ενέργεια τα καθιστά ιδανικές μπαταρίες. Αν ήταν δυνατόν να κατανοήσουμε με περισσότερες λεπτομέρειες τις λεπτομέρειες της δουλειάς τους, θα γινόταν επανάσταση στην τεχνολογία όσον αφορά τη δημιουργία μπαταριών. Ο ηλεκτροεντοπισμός και η υποβρύχια επικοινωνία των ψαριών επέτρεψαν την ανάπτυξη ενός συστήματος ασύρματης επικοινωνίας μεταξύ ενός αλιευτικού σκάφους και μιας τράτας.
Θα ήταν σκόπιμο να τελειώσουμε με μια δήλωση που ήταν γραμμένη δίπλα σε ένα συνηθισμένο γυάλινο ενυδρείο με ηλεκτρικό κορδόνι, που παρουσιάστηκε στην έκθεση της Βασιλικής Εταιρείας της Αγγλίας το 1960. Δύο ηλεκτρόδια κατέβηκαν στο ενυδρείο, στο οποίο συνδέθηκε ένα βολτόμετρο . Όταν το ψάρι ήταν σε ηρεμία, το βολτόμετρο έδειξε 0 V, όταν το ψάρι κινούνταν - 400 V. Οι άνθρωποι ακόμα δεν μπορούν να ξεδιαλύνουν τη φύση αυτού του ηλεκτρικού φαινομένου, που παρατηρήθηκε πολύ πριν από την οργάνωση της Βασιλικής Εταιρείας της Αγγλίας. Το μυστήριο των ηλεκτρικών φαινομένων στη ζωντανή φύση εξακολουθεί να ενθουσιάζει το μυαλό των επιστημόνων και απαιτεί λύση.