Phénomènes électriques dans la nature. Présentation sur le thème "L'électricité dans la nature vivante" Expériences sur l'étude de l'électricité dans la nature vivante

15.02.2023

A la fin du XVIIIe siècle, les célèbres scientifiques Galvani et Volta découvrent l'électricité chez les animaux. Les premiers animaux sur lesquels les scientifiques ont expérimenté pour confirmer leur découverte étaient les grenouilles.L'électricité génère les cellules nerveuses, musculaires et glandulaires de toutes les créatures vivantes, mais cette capacité est plus développée chez les poissons.

On sait actuellement que sur 20 000 espèces de poissons modernes, environ 300 sont capables de créer et d'utiliser des champs bioélectriques.
En fonction de la nature des décharges générées, ces poissons sont divisés en poissons hautement électriques et faiblement électriques. Les premiers comprennent les anguilles électriques d’eau douce d’Amérique du Sud, le poisson-chat électrique africain et les raies électriques marines. Ces poissons génèrent des décharges très puissantes : anguilles par exemple avec une tension allant jusqu'à 600 volts, poisson-chat - 350. La tension actuelle des grands rayons marins est faible, car l'eau de mer est un bon conducteur, mais l'intensité actuelle de leurs décharges , par exemple, le rayon Torpille, atteint parfois 60 ampères.

Les poissons du deuxième type, par exemple Mormyrus, Gnatonemus, Gymnarchus et d'autres représentants des baleines à bec, n'émettent pas de rejets séparés. Ils envoient une série de signaux (impulsions) presque continus et rythmés à haute fréquence dans l’eau, créant un champ électrique autour de leur corps. La configuration de ce champ apparaît sous la forme de lignes de force. Si un objet dont la conductivité électrique diffère de celle de l'eau entre dans un champ électrique, la configuration du champ change : les objets avec une plus grande conductivité concentrent les nénuphars autour d'eux, et ceux avec une conductivité moindre les dispersent. Les poissons perçoivent ces changements à l'aide de récepteurs électriques situés chez la plupart des poissons au niveau de la tête et déterminent l'emplacement de l'objet. Ainsi, ces poissons effectuent une véritable localisation électrique.

Les poissons à bec vivent en Afrique, dans les rivières boueuses au courant lent, ainsi que dans les lacs et les marécages, presque tous chassent principalement la nuit. Certains d'entre eux ont une mauvaise vue, c'est pourquoi, au cours de leur longue évolution, ces poissons ont développé une méthode si parfaite pour détecter la nourriture, les ennemis et divers objets à distance.

Les techniques utilisées par les poissons électriques pour capturer leurs proies et se défendre contre les ennemis suggèrent des solutions techniques à l'homme lors du développement d'installations de pêche électrique et de repousse des poissons. La modélisation des systèmes électriques de localisation des poissons ouvre des perspectives exceptionnelles. Dans la technologie moderne de localisation sous-marine, il n’existe aucun système de recherche et de détection qui fonctionnerait de la même manière que les électrolocalisateurs créés dans l’atelier de la nature. Des scientifiques de nombreux pays travaillent dur pour créer un tel équipement.

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Histoire de la découverte des phénomènes électriques

Thalès de Milet fut le premier à attirer l'attention sur la charge électrique 600 ans avant JC. Il découvre que l'ambre, frotté avec de la laine, va acquérir les propriétés d'attirer les objets légers : peluches, morceaux de papier. Plus tard, on a cru que seul l'ambre possédait cette propriété. Au milieu du XVIIe siècle, Otto von Garicke développa une machine électrique à friction. De plus, il découvrit la propriété de répulsion électrique des objets chargés unipolairement et, en 1729, le scientifique anglais Stephen Gray découvrit la division des corps en conducteurs de courant électrique et isolants. Bientôt, son collègue Robert Simmer, observant l'électrification de ses bas de soie, arriva à la conclusion que les phénomènes électriques sont provoqués par la séparation des corps en charges positives et négatives. Lorsque des corps se frottent les uns contre les autres, ils provoquent l'électrification de ces corps, c'est-à-dire que l'électrification est l'accumulation d'une charge du même type sur un corps, et les charges du même signe se repoussent, et les charges de signes différents s'attirent et sont compensé une fois connecté, rendant le corps neutre (non chargé). En 1729, Charles Dufay découvre qu'il existe deux types d'accusations. Les expériences menées par Du Fay ont montré que l'une des charges est formée en frottant du verre sur de la soie et l'autre en frottant de la résine sur de la laine. Le concept de charge positive et négative a été introduit par le naturaliste allemand Georg Christoph. Le premier chercheur quantitatif fut la loi de l'interaction des charges, établie expérimentalement en 1785 par Charles Coulomb à l'aide de la balance de torsion sensible qu'il a développée.

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Pourquoi les cheveux des gens électrisés se dressent-ils ?

Les cheveux sont électrisés avec la même charge. Comme vous le savez, comme les charges se repoussent, les cheveux, comme les feuilles d'un panache de papier, divergent dans toutes les directions. Si un corps conducteur, y compris un corps humain, est isolé du sol, il peut alors être chargé à un potentiel élevé. Ainsi, à l’aide d’une machine électrostatique, le corps humain peut être chargé à un potentiel de plusieurs dizaines de milliers de volts.

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Une charge électrique placée sur le corps humain dans ce cas a-t-elle un effet sur le système nerveux ?

Le corps humain est un conducteur d'électricité. S'il est isolé du sol et chargé, alors la charge est située exclusivement à la surface du corps, donc une charge à un potentiel relativement élevé n'affecte pas le système nerveux, puisque les fibres nerveuses sont situées sous la peau. L'influence d'une charge électrique sur le système nerveux se fait sentir au moment de la décharge, durant laquelle une redistribution des charges se produit sur l'organisme. Cette redistribution est un courant électrique à court terme passant non pas le long de la surface, mais à l'intérieur du corps.

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Pourquoi les oiseaux se posent-ils impunément sur les lignes à haute tension ?

Le corps d’un oiseau assis sur un fil est une branche d’un circuit connecté parallèlement à la section du conducteur située entre les pattes de l’oiseau. Lorsque deux sections d'un circuit sont connectées en parallèle, l'amplitude des courants qui y circulent est inversement proportionnelle à la résistance. La résistance du corps d'un oiseau est énorme comparée à la résistance d'une courte longueur de conducteur, de sorte que la quantité de courant dans le corps de l'oiseau est négligeable et inoffensive. Il convient également d’ajouter que la différence potentielle entre les pattes de l’oiseau est faible.

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Poisson et électricité.

Les Poissons utilisent les décharges : pour éclairer leur chemin ; protéger, attaquer et étourdir la victime ;

- se transmettre des signaux et détecter les obstacles à l'avance

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Les poissons électriques les plus connus sont l'anguille électrique, la raie pastenague électrique et le poisson-chat électrique. Ces poissons possèdent des organes spéciaux pour stocker l’énergie électrique. Les petites tensions apparaissant dans les fibres musculaires ordinaires sont résumées ici en raison de l'inclusion séquentielle de nombreux éléments individuels, qui sont reliés par des nerfs, comme des conducteurs, en de longues batteries.

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Des raies pastenagues.

"Ce poisson gèle les animaux qu'il veut attraper, les maîtrisant avec la force du coup qui vit dans son corps."

Aristote

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Donc.

Les organes électriques sont situés presque sur toute la longueur du corps du poisson et produisent des décharges avec des tensions allant jusqu'à 360 V.

Les organes électriques les plus puissants se trouvent chez les anguilles qui vivent dans les rivières d’Amérique tropicale. Leurs décharges atteignent une tension de 650 V.

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Le tonnerre est l'un des phénomènes les plus dangereux.

Le tonnerre et les éclairs sont l’un des phénomènes menaçants mais majestueux auxquels l’homme est préparé depuis l’Antiquité. Un élément déchaîné. Elle tomba sur lui sous la forme d’éclairs géants aveuglants, de coups de tonnerre menaçants, d’averse et de grêle. Par peur de l’orage, les gens le déifiaient, le considérant comme un instrument des dieux.

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Foudre

Le plus souvent, nous observons des éclairs qui ressemblent à une rivière sinueuse avec des affluents. De tels éclairs sont dits linéaires ; lorsqu'ils sont déchargés entre les nuages, leur longueur atteint plus de 20 km.

Les éclairs d’autres types sont beaucoup moins fréquents.

Une décharge électrique dans l’atmosphère sous forme d’éclair linéaire est un courant électrique. De plus, la force actuelle change en 0,2 à 0,3 seconde. Environ 65% de tous les éclairs. Celles que nous observons ont une valeur de courant de 10 000 A, mais atteignent rarement 230 000 A. Le canal de foudre à travers lequel circule le courant devient très chaud et brille vivement. La température du canal atteint des dizaines de milliers de degrés, la pression augmente, l’air se dilate et c’est comme une explosion de gaz chauds. Nous percevons cela comme du tonnerre. Un coup de foudre sur un objet au sol peut provoquer un incendie.

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Lorsque la foudre frappe, par exemple, un arbre. Il se réchauffe, l'humidité s'en évapore et la pression de la vapeur et des gaz chauffés qui en résultent entraînent sa destruction.

Pour protéger les bâtiments des décharges de foudre, on utilise des paratonnerres, qui sont une tige métallique qui s'élève au-dessus de l'objet protégé.

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Foudre.

Dans les arbres à feuilles caduques, le courant passe à l'intérieur du tronc à travers le noyau, où se trouve beaucoup de sève, qui bout sous l'influence du courant et les vapeurs déchirent l'arbre.

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Thème de mon travail : L'électricité vivante

Avant que le courant électrique n’atteigne notre maison, il parcourt un long chemin depuis l’endroit où le courant est reçu jusqu’à l’endroit où il est consommé. Le courant est généré dans les centrales électriques. Centrale électrique - une centrale électrique, un ensemble d'installations, d'équipements et d'appareils utilisés directement pour la production d'énergie électrique, ainsi que les structures et bâtiments nécessaires situés dans une certaine zone.

"TRAVAIL ÉLECTRICITÉ SOUS TENSION"

Ministère de l'Éducation, des Sciences et de la Jeunesse de la République de Crimée

Concours de Crimée de travaux et de projets de recherche pour les écoliers de la 5e à la 8e année « Entrez dans la science »

Thème : L’électricité vivante

Travaux achevés:

Asanova Evelina Asanovna

élève de 5ème année

Conseiller scientifique:

Ablyalimova Lilya Lenurovna,

professeur de biologie et de chimie

MBOU "École secondaire Veselovskaya"

Avec. Vesselovka – 2017

1.Introduction……………………………………………………………..…3

2. Sources de courant électrique…………………………..…….……4

2.1. Sources d'énergie non traditionnelles………………………….…..4

2.2. Sources « vivantes » de courant électrique………………………...4

2.3. Les fruits et légumes comme sources de courant électrique…………...5

3. Partie pratique……………………………..………….…………6

4. Conclusion……………………………………………………………….………..…..8

Liste des références……………………………………………………….9

INTRODUCTION

Électricité et plantes : que peuvent-elles avoir en commun ? Cependant, dès le milieu du XVIIIe siècle, les naturalistes ont compris : ces deux concepts sont unis par une sorte de lien interne.

Les gens ont découvert l'électricité « vivante » à l'aube de la civilisation : ils connaissaient la capacité de certains poissons à frapper leurs proies à l'aide d'une sorte de force interne. Ceci est démontré par des peintures rupestres et certains hiéroglyphes égyptiens représentant un poisson-chat électrique. Et il n’était alors pas le seul à être pointé du doigt sur cette base. Les médecins romains ont réussi à utiliser les « coups » des raies pastenagues pour traiter les maladies nerveuses. Les scientifiques ont beaucoup fait pour étudier l’étonnante interaction entre l’électricité et les êtres vivants, mais la nature nous cache encore beaucoup de choses.

Thalès de Milet fut le premier à attirer l'attention sur la charge électrique 600 ans avant JC. Il découvre que l'ambre, frotté avec de la laine, va acquérir les propriétés d'attirer les objets légers : peluches, morceaux de papier. Plus tard, on a cru que seul l'ambre possédait cette propriété. La première source chimique de courant électrique a été inventée par hasard, à la fin du XVIIe siècle, par le scientifique italien Luigi Galvani. En fait, le but des recherches de Galvani n’était pas du tout la recherche de nouvelles sources d’énergie, mais l’étude de la réaction des animaux de laboratoire à diverses influences extérieures. En particulier, le phénomène de génération et de circulation de courant a été découvert lorsque des bandes de deux métaux différents étaient attachées au muscle de la patte de grenouille. Galvani a donné une explication théorique incorrecte du processus observé. Étant médecin et non physicien, il en voyait la raison dans ce qu'on appelle « l'électricité animale ». Galvani a confirmé sa théorie en faisant référence à des cas bien connus de décharges que certains êtres vivants, par exemple les « poissons électriques », sont capables de produire.

En 1729, Charles Dufay découvre qu'il existe deux types d'accusations. Les expériences menées par Du Fay ont montré que l'une des charges est formée en frottant du verre sur de la soie et l'autre en frottant de la résine sur de la laine. Le concept de charge positive et négative a été introduit par le naturaliste allemand Georg Christoph. Le premier chercheur quantitatif fut la loi de l'interaction des charges, établie expérimentalement en 1785 par Charles Coulomb à l'aide de la balance de torsion sensible qu'il a développée.

SOURCES DE COURANT ÉLECTRIQUE

SOURCES D'ÉNERGIE NON CONVENTIONNELLES

En plus des sources actuelles traditionnelles, il existe de nombreuses sources non traditionnelles. En fait, l’électricité peut être obtenue à partir de presque n’importe quoi. Sources d'énergie électrique non traditionnelles, où les ressources énergétiques irremplaçables ne sont pratiquement pas gaspillées : énergie éolienne, énergie marémotrice, énergie solaire.

Il existe d'autres objets qui, à première vue, n'ont rien à voir avec l'électricité, mais peuvent servir de source de courant.

SOURCES « VIVANTES » DE COURANT ÉLECTRIQUE

Il existe des animaux dans la nature que nous appelons des « centrales vivantes ». Les animaux sont très sensibles au courant électrique. Même un petit courant est fatal pour beaucoup d’entre eux. Les chevaux meurent même à partir d'une tension relativement faible de 50 à 60 volts. Et il existe des animaux qui non seulement ont une grande résistance au courant électrique, mais qui génèrent également du courant dans leur corps. Ces poissons sont des anguilles électriques, des raies pastenagues et des poissons-chats. De véritables puissances vivantes !

La source du courant est constituée d'organes électriques spéciaux situés en deux paires sous la peau le long du corps - sous la nageoire caudale et sur la partie supérieure de la queue et du dos. En apparence, ces organes sont un corps oblong, constitué d'une substance gélatineuse jaune rougeâtre, divisée en plusieurs milliers de plaques plates, de cellules, de cloisons longitudinales et transversales. Quelque chose comme une batterie. Plus de 200 fibres nerveuses s'approchent de l'organe électrique depuis la moelle épinière, dont les branches vont jusqu'à la peau du dos et de la queue. Toucher le dos ou la queue de ce poisson produit une décharge puissante qui peut tuer instantanément les petits animaux et assommer les grands animaux et les humains. De plus, le courant se transmet mieux dans l’eau. Les gros animaux étourdis par les anguilles se noient souvent dans l'eau.

Les organes électriques sont un moyen non seulement de se protéger des ennemis, mais aussi d'obtenir de la nourriture. Les anguilles électriques chassent la nuit. En s'approchant de la proie, il décharge au hasard ses « batteries », et tous les êtres vivants - poissons, grenouilles, crabes - sont paralysés. L'action de la décharge est transmise sur une distance de 3 à 6 mètres. Tout ce qu'il peut faire, c'est avaler la proie étourdie. Après avoir épuisé l'approvisionnement en énergie électrique, le poisson se repose longtemps et le reconstitue, « chargeant » ses « batteries ».

2.3. LES FRUITS ET LÉGUMES COMME SOURCES DE COURANT ÉLECTRIQUE

Après avoir étudié la littérature, j'ai appris que l'électricité peut être obtenue à partir de certains fruits et légumes. Le courant électrique peut être obtenu à partir de citron, de pommes et, plus intéressant encore, de pommes de terre ordinaires - crues et bouillies. Ces batteries inhabituelles peuvent fonctionner pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines, et l'électricité qu'elles génèrent est 5 à 50 fois moins chère que celle obtenue avec des batteries traditionnelles et au moins six fois plus économique qu'une lampe à pétrole lorsqu'elle est utilisée pour l'éclairage.

Des scientifiques indiens ont décidé d’utiliser les fruits, les légumes et leurs déchets pour alimenter des appareils électroménagers simples. Les batteries contiennent une pâte à base de bananes transformées, d'écorces d'orange et d'autres légumes ou fruits, dans laquelle sont placées des électrodes de zinc et de cuivre. Le nouveau produit s'adresse principalement aux habitants des zones rurales, qui peuvent préparer leurs propres ingrédients de fruits et légumes pour recharger des batteries inhabituelles.

PARTIE PRATIQUE

Les sections de feuilles et de tiges sont toujours chargées négativement par rapport aux tissus normaux. Si vous prenez un citron ou une pomme et que vous le coupez, puis appliquez deux électrodes sur la peau, elles ne détecteront pas de différence de potentiel. Si une électrode est appliquée sur la peau et l'autre à l'intérieur de la pulpe, une différence de potentiel apparaîtra et le galvanomètre constatera l'apparition d'un courant.

J'ai décidé de le tester expérimentalement et de prouver qu'il y a de l'électricité dans les légumes et les fruits. Pour la recherche, j'ai choisi les fruits et légumes suivants : citron, pomme, banane, mandarine, pomme de terre. Elle a noté les lectures du galvanomètre et a effectivement reçu un courant dans chaque cas.

Suite aux travaux effectués :

1. J'ai étudié et analysé la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.

2. J'ai pris connaissance de l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.

3. Elle a prouvé qu'il y a de l'électricité dans les fruits de divers fruits et légumes et a obtenu des sources de courant inhabituelles.

Bien entendu, l’énergie électrique des plantes et des animaux ne peut actuellement pas remplacer les sources d’énergie puissantes à part entière. Il ne faut cependant pas les sous-estimer.

CONCLUSION

Pour atteindre l'objectif de mon travail, toutes les tâches de recherche ont été résolues.

L'analyse de la littérature scientifique et pédagogique a conduit à la conclusion qu'il existe autour de nous de nombreux objets pouvant servir de sources de courant électrique.

Au cours des travaux, des méthodes de production de courant électrique ont été envisagées. J'ai appris beaucoup de choses intéressantes sur les sources d'énergie traditionnelles - différents types de centrales électriques.

Avec l'aide de l'expérience, j'ai montré qu'il est possible d'obtenir de l'électricité à partir de certains fruits ; bien sûr, il s'agit d'un petit courant, mais le fait même de sa présence laisse espérer qu'à l'avenir de telles sources pourront être utilisées pour leur propre usage. fins (pour recharger un téléphone portable, etc.). De telles batteries peuvent être utilisées par les habitants des zones rurales du pays, qui peuvent eux-mêmes préparer des ingrédients de fruits et légumes pour recharger les bio-batteries. La composition de la batterie usagée ne pollue pas l'environnement comme les cellules galvaniques (chimiques) et ne nécessite pas d'élimination séparée dans des zones désignées.

LISTE DE RÉFÉRENCES

Gordeev A.M., Sheshnev V.B. L'électricité dans la vie végétale. Éditeur : Nauka - 1991

Revue « Science et Vie », n°10, 2004.

Revue. "Galileo" La science par l'expérience. N° 3/ 2011 « Batterie Citron ».

Revue « Jeunes érudits » n° 10 / 2009 « L'énergie à partir de rien ».

Cellule galvanique - article de la Grande Encyclopédie Soviétique.

V. Lavrus « Piles et accumulateurs ».

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"THÈSE"

Thème : L’électricité vivante

Directrice scientifique : Lilya Lenurovna Ablyalimova, professeur de biologie et de chimie, école secondaire Veselovskaya

Pertinence du sujet choisi : actuellement en Russie, on observe une tendance à la hausse des prix des ressources énergétiques, y compris l'électricité. La question de trouver des sources d’énergie bon marché est donc importante. L’humanité est confrontée à la tâche de développer des sources d’énergie respectueuses de l’environnement, renouvelables et non traditionnelles.

Objectif du travail : identifier les moyens d'obtenir de l'électricité à partir de centrales et confirmation expérimentale de certaines d'entre elles.

Étudier et analyser la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.

Familiarisez-vous avec l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.

Prouvez que les plantes ont de l’électricité.

Formuler des orientations pour l’utilisation bénéfique des résultats obtenus.

Méthodes de recherche : analyse de la littérature, méthode expérimentale, méthode de comparaison.

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"PRÉSENTATION"

En direct électricité Travaux achevés: Asanova Evelina, élève de 5ème année MBOU "École secondaire Veselovskaya"

Pertinence du travail :

Actuellement, on observe en Russie une tendance à augmenter les prix des ressources énergétiques, y compris l'électricité. La question de trouver des sources d’énergie bon marché est donc importante.

L’humanité est confrontée à la tâche de développer des sources d’énergie respectueuses de l’environnement, renouvelables et non traditionnelles.

Objectif du travail :

Identification des moyens d'obtenir de l'électricité à partir des centrales et confirmation expérimentale de certains d'entre eux.

Étudier et analyser la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.
Familiarisez-vous avec l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.
Prouvez que les plantes ont de l’électricité.
Formuler des orientations pour l’utilisation bénéfique des résultats obtenus.

Analyse de la littérature
Méthode expérimentale
Méthode de comparaison

Introduction

Nos travaux sont consacrés aux sources d'énergie inhabituelles.

Les sources de courant chimique jouent un rôle très important dans le monde qui nous entoure. Ils sont utilisés dans les téléphones portables et les vaisseaux spatiaux, dans les missiles de croisière et les ordinateurs portables, dans les voitures, les lampes de poche et les jouets ordinaires. Chaque jour, nous rencontrons des piles, des accumulateurs et des piles à combustible.

La vie moderne est tout simplement impensable sans électricité - imaginez simplement l'existence de l'humanité sans appareils électroménagers modernes, sans équipements audio et vidéo, sans une soirée avec une bougie et une torche.

Des centrales électriques vivantes

Les décharges les plus puissantes sont produites par l’anguille électrique sud-américaine. Ils atteignent 500-600 volts. Ce genre de tension peut faire tomber un cheval. L'anguille crée un courant électrique particulièrement fort lorsqu'elle se plie en arc de cercle pour que la victime se retrouve entre sa queue et sa tête : un anneau électrique fermé se crée .

Des centrales électriques vivantes

Les raies pastenagues sont des centrales vivantes, produisant une tension d'environ 50 à 60 volts et délivrant un courant de décharge de 10 ampères.

Tous les poissons qui produisent des décharges électriques utilisent pour cela des organes électriques spéciaux.

Quelque chose à propos du poisson électrique

Les Poissons utilisent des décharges :

pour éclairer votre chemin;
protéger, attaquer et étourdir la victime ;
se transmettre des signaux et détecter les obstacles à l'avance.

Sources de courant non traditionnelles

En plus des sources actuelles traditionnelles, il existe de nombreuses sources non traditionnelles. Il s’avère que l’électricité peut être produite à partir de presque n’importe quoi.

Expérience:

L'électricité peut être obtenue à partir de certains fruits et légumes. Le courant électrique peut être obtenu à partir de citron, de pommes et, plus intéressant encore, de pommes de terre ordinaires. J'ai mené des expériences avec ces fruits et j'ai effectivement reçu un courant.

Suite aux travaux effectués :
1. J'ai étudié et analysé la littérature scientifique et pédagogique sur les sources de courant électrique.
2. J'ai pris connaissance de l'avancement des travaux d'obtention de courant électrique à partir des plantes.
3. Elle a prouvé qu'il y a de l'électricité dans les fruits de divers fruits et légumes et a obtenu des sources de courant inhabituelles.

CONCLUSION:

Pour atteindre l'objectif de mon travail, toutes les tâches de recherche ont été résolues. L'analyse de la littérature scientifique et pédagogique a conduit à la conclusion qu'il existe de nombreux objets autour de nous qui peuvent servir de sources de courant électrique.

Par des expériences, j'ai montré qu'il est possible d'obtenir de l'électricité à partir de certains fruits ; bien sûr, il s'agit d'un petit courant, mais le fait même de sa présence laisse espérer qu'à l'avenir de telles sources pourront être utilisées à leurs propres fins (pour recharger un téléphone portable, etc.). De telles batteries peuvent être utilisées par les habitants des zones rurales du pays, qui peuvent eux-mêmes préparer des ingrédients de fruits et légumes pour recharger les bio-batteries. La composition de la batterie usagée ne pollue pas l'environnement comme les cellules galvaniques (chimiques) et ne nécessite pas d'élimination séparée dans des zones désignées.

Nous l'utilisons quotidiennement. Cela fait partie de notre quotidien, et bien souvent la nature de ce phénomène nous est inconnue. Nous parlons d'électricité.

Peu de gens savent que ce terme est apparu il y a près de 500 ans. Le physicien anglais William Gilbert a étudié les phénomènes électriques et a remarqué que de nombreux objets, comme l'ambre, attirent des particules plus petites après avoir été frottés. C'est pourquoi, en l'honneur de la résine fossile, il a nommé ce phénomène électricité (du latin Electricus - ambre). À propos, bien avant Gilbert, le philosophe grec Thalès avait remarqué les mêmes propriétés de l'ambre et les avait décrites. Mais le droit d'être appelé découvreur revenait toujours à William Gilbert, car dans la science, il existe une tradition : celui qui a commencé à étudier en premier est l'auteur.

Ceux qui ont apprivoisé l’électricité

Mais on ne va pas plus loin que des descriptions et des recherches primitives. Ce n’est qu’aux XVIIe et XVIIIe siècles que la question de l’électricité a fait l’objet d’une couverture significative dans la littérature scientifique. Parmi ceux qui, après W. Gilbert, ont étudié ce phénomène, on peut citer Benjamin Franklin, connu non seulement pour sa carrière politique, mais aussi pour ses recherches sur l'électricité atmosphérique.

L'unité de mesure de la charge électrique et la loi d'interaction des charges électriques portent le nom du physicien français Charles Coulomb. Des contributions non moins significatives ont été apportées par Luigi Galvani, Alessandro Volt, Michael Faraday et Andre Ampere. Tous ces noms sont connus depuis l'école. Notre compatriote Vasily Petrov, qui a découvert l'arc voltaïque au début du XIXe siècle, a également mené ses recherches dans le domaine de l'électricité.

"Arc Voltaire"

On peut dire qu'à partir de cette époque, l'électricité cesse d'être une machination de forces naturelles et commence progressivement à entrer dans la vie des gens, même si à ce jour des mystères subsistent dans ce phénomène.

Nous pouvons affirmer avec certitude : si les phénomènes électriques n'existaient pas dans la nature, alors il est possible que rien de tel n'aurait été découvert jusqu'à présent. Dans les temps anciens, ils effrayaient l'esprit fragile de l'homme, mais au fil du temps, il tenta d'apprivoiser l'électricité. Les résultats de ces actions sont tels qu’il n’est plus possible d’imaginer la vie sans lui.

L’humanité a su « apprivoiser » l’électricité

Comment l’électricité se manifeste-t-elle dans la nature ?

Naturellement, lorsque l’on parle d’électricité naturelle, la foudre vient immédiatement à l’esprit. L’homme politique américain mentionné ci-dessus fut le premier à les étudier. À propos, en science, il existe une version selon laquelle la foudre a eu un impact significatif sur le développement de la vie sur Terre, puisque les biologistes ont établi le fait que la synthèse des acides aminés nécessite de l'électricité.

La foudre est une puissante décharge d'électricité

Tout le monde connaît la sensation lorsque, lorsque l'on touche quelqu'un ou quelque chose, une décharge électrique se produit, provoquant de légers désagréments. C'est une manifestation de la présence de courants électriques dans le corps humain. À propos, le système nerveux fonctionne grâce à des impulsions électriques provenant de la zone irritée vers le cerveau.

Les signaux sont transmis électriquement dans les neurones du cerveau

Mais les humains ne sont pas les seuls à générer des courants électriques en eux-mêmes. De nombreux habitants des mers et des océans sont capables de produire de l'électricité. Par exemple, une anguille électrique est capable de créer une tension allant jusqu'à 500 volts et la puissance de charge d'une raie pastenague atteint 0,5 kilowatt. De plus, certains types de poissons utilisent un champ électrique qu'ils créent autour d'eux, à l'aide duquel ils peuvent facilement naviguer dans des eaux boueuses et à des profondeurs où la lumière du soleil ne pénètre pas.

Anguille électrique du fleuve Amazone

L'électricité au service de l'homme

Tout cela est devenu une condition préalable à l’utilisation de l’électricité à des fins domestiques et industrielles. Dès le XIXe siècle, il commença à être utilisé régulièrement, principalement pour l'éclairage intérieur. Grâce à lui, il est devenu possible de créer des équipements permettant de transmettre des informations sur de grandes distances grâce à la radio, à la télévision et au télégraphe.

L'électricité pour transmettre des informations

Il est désormais difficile d'imaginer la vie sans courant électrique, car tous les appareils habituels fonctionnent exclusivement avec celui-ci. Apparemment, c'est ce qui a motivé la création de dispositifs de stockage d'énergie électrique (batteries) et de générateurs électriques pour les endroits où les poteaux à haute tension ne sont pas encore arrivés.

De plus, l’électricité est le moteur de la science. De nombreux instruments que les scientifiques utilisent pour étudier le monde qui les entoure en sont également alimentés. Petit à petit, l’électricité conquiert l’espace. Des batteries puissantes sont installées sur les vaisseaux spatiaux, des panneaux solaires sont construits sur la planète et des éoliennes sont installées, qui reçoivent l'énergie de la nature.

Science des moteurs électriques

Et pourtant, ce phénomène reste encore entouré de mystère et d’obscurité pour de nombreuses personnes. Même malgré une scolarité scolaire, certains admettent ne pas bien comprendre les principes de fonctionnement de l’électricité. Il y a aussi ceux qui sont confus au sujet des termes. Ils ne sont pas toujours capables d’expliquer la différence entre tension, puissance et résistance.

Dans la nature vivante, de nombreux processus sont associés aux phénomènes électriques. Examinons quelques-uns d'entre eux.

De nombreuses fleurs et feuilles ont la capacité de se fermer et de s’ouvrir selon l’heure et le jour. Ceci est dû à des signaux électriques représentant un potentiel d'action. Les feuilles peuvent être forcées à se fermer à l’aide de stimuli électriques externes. De plus, de nombreuses plantes subissent des dégâts causés par les courants. Les sections de feuilles et de tiges sont toujours chargées négativement par rapport aux tissus normaux.

Si vous prenez un citron ou une pomme et que vous le coupez, puis appliquez deux électrodes sur la peau, elles ne détecteront pas de différence de potentiel. Si une électrode est appliquée sur la peau et l'autre à l'intérieur de la pulpe, une différence de potentiel apparaîtra et le galvanomètre constatera l'apparition d'un courant.

L'évolution du potentiel de certains tissus végétaux au moment de leur destruction a été étudiée par le scientifique indien Bose. Il a notamment relié les parties externe et interne du pois avec un galvanomètre. Il a chauffé le pois à une température allant jusqu'à 60°C et un potentiel électrique de 0,5 V a été enregistré. Le même scientifique a examiné un coussin de mimosa, qu'il a irrité avec de courtes impulsions de courant.

Lorsqu'il est stimulé, un potentiel d'action apparaît. La réaction du mimosa n'a pas été instantanée, mais retardée de 0,1 s. De plus, un autre type d'excitation, dite onde lente, qui apparaît lorsqu'elle est endommagée, se propage dans les voies du mimosa. Cette onde traverse les bourgeons, atteint la tige, provoquant l'apparition d'un potentiel d'action, transmis le long de la tige et conduisant à l'abaissement des feuilles voisines. Le mimosa réagit en déplaçant la feuille à l'irritation du coussinet avec un courant de 0,5 μA. La sensibilité de la langue humaine est 10 fois inférieure.

Des phénomènes non moins intéressants liés à l'électricité peuvent être trouvés chez les poissons. Les Grecs de l’Antiquité craignaient de rencontrer des poissons dans l’eau, ce qui faisait geler les animaux et les humains. Ce poisson était une raie pastenague électrique et son nom était torpille.

Le rôle de l'électricité est différent dans la vie des différents poissons. Certains d’entre eux utilisent des organes spéciaux pour créer de puissantes décharges électriques dans l’eau. Par exemple, une anguille d’eau douce crée une tension d’une telle force qu’elle peut repousser une attaque ennemie ou paralyser la victime. Les organes électriques des poissons sont constitués de muscles qui ont perdu la capacité de se contracter. Le tissu musculaire sert de conducteur et le tissu conjonctif sert d'isolant. Les nerfs de la moelle épinière vont à l'organe. Mais en général, il s’agit d’une structure en fines plaques d’éléments alternés. L'anguille possède de 6 000 à 10 000 éléments connectés en série pour former une colonne, et environ 70 colonnes dans chaque organe, situés le long du corps.

Chez de nombreux poissons (gymnarch, fish knife, gnatonemus), la tête est chargée positivement et la queue est chargée négativement, mais chez le poisson-chat électrique, au contraire, la queue est chargée positivement et la tête est chargée négativement. Les poissons utilisent leurs propriétés électriques à la fois pour attaquer et se défendre, ainsi que pour trouver des proies, naviguer dans des eaux troubles et identifier des adversaires dangereux.

Il existe également des poissons faiblement électriques. Ils n'ont pas d'organes électriques. Ce sont des poissons ordinaires : carassins, carpes, vairons, etc. Ils détectent le champ électrique et émettent un faible signal électrique.

Tout d’abord, les biologistes ont découvert le comportement étrange d’un petit poisson d’eau douce : le poisson-chat américain. Il sentit un bâton métallique s'approcher de lui dans l'eau à plusieurs millimètres de distance. Le scientifique anglais Hans Lissmann a enfermé des objets métalliques dans des coquilles de paraffine ou de verre et les a plongés dans l'eau, mais il n'a pas réussi à tromper le poisson-chat et le gymnarchus du Nil. Le poisson semblait métallique. En effet, il s’est avéré que les poissons possèdent des organes spéciaux qui perçoivent une faible intensité de champ électrique.

En testant la sensibilité des électrorécepteurs chez les poissons, les scientifiques ont mené une expérience. Ils ont recouvert l'aquarium avec les poissons d'un tissu ou de papier sombre et ont déplacé un petit aimant à proximité dans les airs. Le poisson a ressenti le champ magnétique. Ensuite, les chercheurs ont simplement déplacé leurs mains près de l'aquarium. Et elle a réagi même au champ bioélectrique le plus faible créé par une main humaine.

Les poissons n'enregistrent pas le champ électrique plus mal, et parfois même mieux, que les instruments les plus sensibles au monde et remarquent le moindre changement dans son intensité. Il s’avère que les poissons ne sont pas seulement des « galvanomètres » flottants, mais aussi des « générateurs électriques » flottants. Ils émettent un courant électrique dans l'eau et créent autour d'eux un champ électrique beaucoup plus puissant que celui qui se produit autour des cellules vivantes ordinaires.

Grâce à des signaux électriques, les poissons peuvent même « parler » d’une manière particulière. Les anguilles, par exemple, lorsqu'elles voient de la nourriture, commencent à générer des impulsions de courant d'une certaine fréquence, attirant ainsi leurs congénères. Et si deux poissons sont placés dans un aquarium, la fréquence de leurs décharges électriques augmente immédiatement.

Les rivaux Poissons déterminent la force de leur adversaire par la force des signaux qu'ils émettent. Les autres animaux n’éprouvent pas de tels sentiments. Pourquoi seuls les poissons sont-ils dotés de cette propriété ?

Les poissons vivent dans l'eau. L'eau de mer est un excellent conducteur. Les ondes électriques s'y propagent, sans atténuation, sur des milliers de kilomètres. De plus, les poissons ont des caractéristiques physiologiques de structure musculaire qui, au fil du temps, sont devenues des « générateurs vivants ».

La capacité des poissons à accumuler de l’énergie électrique en fait des batteries idéales. S'il était possible de comprendre plus en détail les détails de leur fonctionnement, il y aurait une révolution technologique en termes de création de batteries. L'électrolocalisation et la communication sous-marine des poissons ont permis le développement d'un système de communication sans fil entre un bateau de pêche et un chalut.

Il conviendrait de terminer par une déclaration écrite à côté d'un aquarium en verre ordinaire avec une raie pastenague électrique, présenté lors de l'exposition de la Royal Society anglaise en 1960. Deux électrodes ont été descendues dans l'aquarium, auxquelles un voltmètre était connecté. Lorsque le poisson était au repos, le voltmètre indiquait 0 V, lorsque le poisson se déplaçait - 400 V. L'homme ne parvient toujours pas à démêler la nature de ce phénomène électrique, observé bien avant l'organisation de la Royal Society of England. Le mystère des phénomènes électriques dans la nature vivante excite toujours l'esprit des scientifiques et nécessite une solution.