18. gadsimta beigās slavenie zinātnieki Galvani un Volta atklāja elektrību dzīvniekos. Pirmie dzīvnieki, ar kuriem zinātnieki eksperimentēja, lai apstiprinātu savu atklājumu, bija vardes.Elektrība ģenerē visu dzīvo būtņu nervu, muskuļu un dziedzeru šūnas, taču šī spēja visvairāk ir attīstīta zivīm.
Šobrīd zināms, ka no 20 tūkstošiem mūsdienu zivju sugu aptuveni 300 spēj izveidot un izmantot bioelektriskos laukus.
Pamatojoties uz radīto izlādi, šādas zivis iedala ļoti elektriskajās un vāji elektriskajās. Pirmie ietver saldūdens Dienvidamerikas elektriskos zuši, Āfrikas elektriskos sams un jūras elektriskos starus. Šīs zivis rada ļoti spēcīgas izlādes: zuši, piemēram, ar spriegumu līdz 600 voltiem, sams - 350. Lielo jūras staru strāvas spriegums ir zems, jo jūras ūdens ir labs vadītājs, bet to izlādes strāvas stiprums. , piemēram, Torpēdas stars, dažreiz sasniedz 60 ampērus.
Otrā veida zivis, piemēram, Mormyrus, Gnatonemus, Gymnarchus un citi knābja vaļu pārstāvji neizdala atsevišķus izplūdes. Viņi sūta ūdenī virkni gandrīz nepārtrauktu un ritmisku augstas frekvences signālu (impulsu), radot elektrisko lauku ap ķermeni. Šī lauka konfigurācija parādās tā saukto spēka līniju veidā. Ja objekts, kura elektrovadītspēja atšķiras no ūdens, nonāk elektriskajā laukā, mainās lauka konfigurācija: objekti ar lielāku vadītspēju koncentrē ap sevi spēka lilijas, bet tie, kuriem ir mazāka vadītspēja, tās izkliedē. Zivis uztver šīs izmaiņas, izmantojot elektriskos receptorus, kas atrodas lielākajā daļā zivju galvas rajonā, un nosaka objekta atrašanās vietu. Tādējādi šīs zivis veic patiesu elektrisko atrašanās vietu.
Knābja zivis dzīvo Āfrikā, lēni plūstošās dubļainās upēs, kā arī ezeros un purvos, gandrīz visas medī galvenokārt naktīs. Dažām no tām ir slikta redze, tāpēc ilgstošas evolūcijas procesā šīs zivis ir izstrādājušas tik perfektu metodi, kā no attāluma noteikt pārtiku, ienaidniekus un dažādus objektus.
Paņēmieni, ko izmanto elektriskās zivis, ķerot laupījumu un aizsargājoties pret ienaidniekiem, iesaka cilvēkiem tehniskus risinājumus, izstrādājot elektrozvejas un zivju atbaidīšanas iekārtas. Elektrisko zivju atrašanās vietas noteikšanas sistēmu modelēšana paver izcilas perspektīvas. Mūsdienu zemūdens lokācijas tehnoloģijās nav meklēšanas un noteikšanas sistēmu, kas darbotos tāpat kā dabas darbnīcā radītie elektrolokatori. Zinātnieki no daudzām valstīm smagi strādā, lai izveidotu šādu aprīkojumu.
2. slaids
Elektrisko parādību atklāšanas vēsture
Thales of Miletus bija pirmais, kas pievērsa uzmanību elektriskajam lādiņam 600 gadus pirms mūsu ēras. Viņš atklāja, ka dzintars, noberzts ar vilnu, iegūs vieglus priekšmetus pievilcīgas īpašības: pūkas, papīra gabaliņus. Vēlāk tika uzskatīts, ka šī īpašība ir tikai dzintaram. 17. gadsimta vidū Otto fon Garike izstrādāja elektrisko berzes mašīnu. Turklāt viņš atklāja vienpolāri lādētu objektu elektriskās atgrūšanas īpašību, un 1729. gadā angļu zinātnieks Stīvens Grejs atklāja ķermeņu sadalīšanu elektriskās strāvas vadītājos un izolatoros. Drīz vien viņa kolēģis Roberts Simers, novērojot viņa zīda zeķu elektrizēšanos, nonāca pie secinājuma, ka elektriskās parādības izraisa ķermeņu sadalīšanās pozitīvajos un negatīvajos lādiņos. Kad ķermeņi berzē viens pret otru, tie izraisa šo ķermeņu elektrizēšanos, tas ir, elektrifikācija ir tāda paša veida lādiņa uzkrāšanās uz ķermeņa, un vienas zīmes lādiņi atgrūž, un dažādu zīmju lādiņi piesaista viens otru un ir kompensēts, kad ir pievienots, padarot korpusu neitrālu (neuzlādētu). 1729. gadā Čārlzs Dufejs atklāja, ka ir divu veidu maksas. Du Fay veiktie eksperimenti liecina, ka viens no lādiņiem veidojas, berzējot stiklu uz zīda, bet otrs, berzējot sveķus uz vilnas. Pozitīvā un negatīvā lādiņa jēdzienu ieviesa vācu dabaszinātnieks Georgs Kristofs. Pirmais kvantitatīvais pētnieks bija lādiņu mijiedarbības likums, ko 1785. gadā eksperimentāli noteica Čārlzs Kulons, izmantojot viņa izstrādāto jutīgo vērpes līdzsvaru.
3. slaids
Kāpēc elektrificētiem cilvēkiem paceļas mati?
Mati tiek elektrificēti ar tādu pašu lādiņu. Kā jūs zināt, kā lādiņi atgrūž viens otru, tā mati, tāpat kā papīra strūklas lapas, atšķiras visos virzienos. Ja kāds vadošs ķermenis, arī cilvēka ķermenis, ir izolēts no zemes, tad to var uzlādēt līdz lielam potenciālam. Tādējādi ar elektrostatiskās iekārtas palīdzību cilvēka ķermeni var uzlādēt līdz desmitiem tūkstošu voltu potenciālam.
4. slaids
Vai cilvēka ķermenim uzlikts elektriskais lādiņš šajā gadījumā ietekmē nervu sistēmu?
Cilvēka ķermenis ir elektrības vadītājs. Ja tas ir izolēts no zemes un uzlādēts, tad lādiņš atrodas tikai uz ķermeņa virsmas, tāpēc uzlāde līdz salīdzinoši lielam potenciālam neietekmē nervu sistēmu, jo nervu šķiedras atrodas zem ādas. Elektriskā lādiņa ietekme uz nervu sistēmu ir jūtama izlādes brīdī, kuras laikā uz ķermeņa notiek lādiņu pārdale. Šī pārdale ir īslaicīga elektriskā strāva, kas iet nevis pa virsmu, bet gan ķermeņa iekšienē.
5. slaids
Kāpēc putni nesodīti nolaižas uz augstsprieguma pārvades vadiem?
Uz stieples sēdoša putna ķermenis ir ķēdes atzars, kas savienots paralēli vadītāja sekcijai starp putna kājām. Kad divas ķēdes sekcijas ir savienotas paralēli, tajās esošo strāvu lielums ir apgriezti proporcionāls pretestībai. Putna ķermeņa pretestība ir milzīga, salīdzinot ar īsa garuma vadītāja pretestību, tāpēc strāvas daudzums putna ķermenī ir niecīgs un nekaitīgs. Jāpiebilst arī, ka potenciālā atšķirība laukumā starp putna kājām ir neliela.
6. slaids
Zivis un elektrība.
Zivis izmanto izlādes: lai apgaismotu savu ceļu; aizsargāt, uzbrukt un apdullināt upuri;
- pārraidīt signālus viens otram un iepriekš noteikt šķēršļus
7. slaids
Slavenākās elektriskās zivis ir elektriskais zutis, elektriskais stars un elektriskais sams. Šīm zivīm ir īpaši orgāni elektriskās enerģijas uzglabāšanai. Šeit tiek summētas nelielas spriedzes, kas rodas parastajās muskuļu šķiedrās, pateicoties daudzu atsevišķu elementu secīgai iekļaušanai, kas ar nerviem, piemēram, vadītājiem, ir savienoti garās baterijās.
8. slaids
Stingrays.
"Šī zivs sasaldē dzīvniekus, kurus tā vēlas noķert, pārspējot tos ar trieciena spēku, kas dzīvo tās ķermenī."
Aristotelis
9. slaids
Som.
Elektriskie orgāni atrodas gandrīz visā zivs ķermeņa garumā un rada izlādes ar spriegumu līdz 360 V.
Visspēcīgākie elektriskie orgāni ir atrodami zušiem, kas dzīvo tropiskās Amerikas upēs. To izlādes sasniedz 650 V spriegumu.
11. slaids
Pērkons ir viena no visbīstamākajām parādībām.
Pērkons un zibens ir viena no draudīgajām, bet majestātiskajām parādībām, ar kurām cilvēks ir sagatavots kopš seniem laikiem. Trakojošs elements. Tas krita pār viņu kā apžilbinošs milzu zibens, draudīgi pērkons, lietusgāzes un krusa. Baidoties no pērkona negaisa, cilvēki to dievināja, uzskatot to par dievu instrumentu.
12. slaids
Zibens
Visbiežāk novērojam zibeni, kas atgādina līkumotu upi ar pietekām. Šādu zibeni sauc par lineāru, kad tie tiek izvadīti starp mākoņiem, to garums sasniedz vairāk nekā 20 km.
Citu veidu zibeņus var redzēt daudz retāk.
Elektriskā izlāde atmosfērā lineāra zibens veidā ir elektriskā strāva. Turklāt strāvas stiprums mainās 0,2 - 0,3 sekundēs. Apmēram 65% no visa zibeņa. Kuru mēs novērojam, strāvas vērtība ir 10 000 A, bet reti sasniedz 230 000 A. Zibens kanāls, pa kuru plūst strāva, kļūst ļoti karsts un spīd spilgti. Kanāla temperatūra sasniedz desmitiem tūkstošu grādu, spiediens paaugstinās, gaiss izplešas, un tas ir kā karstu gāzu sprādziens. Mēs to uztveram kā pērkonu. Zibens spēriens zemes objektā var izraisīt ugunsgrēku.
13. slaids
Kad zibens iesper, piemēram, kokā. Tas uzsilst, no tā iztvaiko mitrums, un iegūtā tvaika un uzkarsēto gāzu spiediens noved pie iznīcināšanas.
Lai aizsargātu ēkas no zibens izlādes, tiek izmantoti zibensnovedēji, kas ir metāla stieņi, kas paceļas virs aizsargājamā objekta.
14. slaids
Zibens.
Lapu kokiem straume iet stumbra iekšienē caur serdi, kur ir daudz sulas, kuras straumes ietekmē vārās un tvaiki saplēš koku.
Skatīt visus slaidus
Mana darba tēma: Dzīvā elektrība
Pirms elektriskā strāva nonāk mūsu mājās, tā nokļūst tālu no strāvas saņemšanas vietas līdz vietai, kur tā tiek patērēta. Strāva tiek ģenerēta elektrostacijās. Elektrostacija - noteiktā teritorijā izvietota elektrostacija, instalāciju, iekārtu un aparātu kopums, ko tieši izmanto elektroenerģijas ražošanai, kā arī tam nepieciešamās būves un ēkas.
"STRĀDĀT ELEKTROENERĢIJU"
Krimas Republikas Izglītības, zinātnes un jaunatnes ministrija
Krimas pētniecisko darbu un projektu konkurss 5.-8.klašu skolēniem “Solis zinātnē”
Tēma: Dzīvā elektrība
Darbs pabeigts:
Asanova Evelīna Asanovna
5. klases skolnieks
Zinātniskais vadītājs:
Ablyalimova Lilija Lenurovna,
bioloģijas un ķīmijas skolotājs
MBOU "Veselovskas vidusskola"
Ar. Veselovka – 2017. gads
1. Ievads……………………………………………………..…3
2. Elektriskās strāvas avoti…………………………..…….……4
2.1. Netradicionālie enerģijas avoti…………………………….…..4
2.2. Elektriskās strāvas “dzīvie” avoti ……………………… ... 4
2.3. Augļi un dārzeņi kā elektriskās strāvas avoti……………5
3. Praktiskā daļa……………………………..………….…………6
4. Secinājums……………………………………………………………………………..8
Atsauču saraksts………………………………………………………….9
IEVADS
Elektrība un stacijas – kas tiem varētu būt kopīgs? Taču vēl 18. gadsimta vidū dabaszinātnieki saprata: šos divus jēdzienus vieno kaut kāda iekšēja saikne.
Cilvēki saskārās ar “dzīvu” elektrību civilizācijas rītausmā: viņi zināja, ka dažas zivis spēj trāpīt upurim ar kaut kāda iekšēja spēka palīdzību. Par to liecina alu gleznojumi un daži ēģiptiešu hieroglifi, kuros attēlots elektriskais sams. Un viņš nebija vienīgais, kurš toreiz tika izcelts uz šī pamata. Romas ārstiem izdevās nervu slimību ārstēšanai izmantot dzeloņraju “striekus”. Zinātnieki ir daudz paveikuši, pētot apbrīnojamo mijiedarbību starp elektrību un dzīvajām būtnēm, taču daba joprojām daudz ko no mums slēpj.
Thales of Miletus bija pirmais, kas pievērsa uzmanību elektriskajam lādiņam 600 gadus pirms mūsu ēras. Viņš atklāja, ka dzintars, noberzts ar vilnu, iegūs vieglus priekšmetus pievilcīgas īpašības: pūkas, papīra gabaliņus. Vēlāk tika uzskatīts, ka šī īpašība ir tikai dzintaram. Pirmo ķīmisko elektriskās strāvas avotu nejauši 17. gadsimta beigās izgudroja itāļu zinātnieks Luidži Galvani. Faktiski Galvani pētījuma mērķis nepavisam nebija jaunu enerģijas avotu meklēšana, bet gan eksperimentālo dzīvnieku reakcijas uz dažādām ārējām ietekmēm izpēte. Jo īpaši strāvas ģenerēšanas un plūsmas fenomens tika atklāts, kad vardes kājas muskulim tika piestiprinātas divu dažādu metālu sloksnes. Galvani sniedza nepareizu teorētisko skaidrojumu novērotajam procesam. Būdams ārsts, nevis fiziķis, viņš iemeslu saskatīja tā sauktajā “dzīvnieku elektrībā”. Galvani apstiprināja savu teoriju, atsaucoties uz labi zināmiem izlādes gadījumiem, ko dažas dzīvas būtnes, piemēram, "elektriskās zivis", spēj radīt.
1729. gadā Čārlzs Dufejs atklāja, ka ir divu veidu maksas. Du Fay veiktie eksperimenti liecina, ka viens no lādiņiem veidojas, berzējot stiklu uz zīda, bet otrs, berzējot sveķus uz vilnas. Pozitīvā un negatīvā lādiņa jēdzienu ieviesa vācu dabaszinātnieks Georgs Kristofs. Pirmais kvantitatīvais pētnieks bija lādiņu mijiedarbības likums, ko 1785. gadā eksperimentāli noteica Čārlzs Kulons, izmantojot viņa izstrādāto jutīgo vērpes līdzsvaru.
ELEKTROStrāvas AVOTI
Pirms elektriskā strāva nonāks mūsu mājās, tā no vietas, kur strāva tiek saņemta, līdz vietai, kur tā tiek patērēta, dosies tālu. Strāva tiek ģenerēta elektrostacijās. Elektrostacija - elektrostacija, instalāciju, iekārtu un aparātu kopums, ko tieši izmanto elektroenerģijas ražošanai, kā arī tam nepieciešamās būves un ēkas, kas atrodas noteiktā teritorijā. Atkarībā no enerģijas avota ir termoelektrostacijas (TEC), hidroelektrostacijas (HES), sūknēšanas spēkstacijas un atomelektrostacijas (AES).
NEKONVENCIONĀLIE ENERĢIJAS AVOTI
Papildus tradicionālajiem strāvas avotiem ir arī daudzi netradicionāli avoti. Faktiski elektrību var iegūt gandrīz no visa. Netradicionāli elektroenerģijas avoti, kur praktiski netiek izniekoti neaizvietojami energoresursi: vēja enerģija, paisuma enerģija, saules enerģija.
Ir arī citi objekti, kuriem no pirmā acu uzmetiena nav nekāda sakara ar elektrību, taču tie var kalpot kā strāvas avots.
ELEKTROSTRAVES “DZĪVIE” AVOTI
Dabā ir dzīvnieki, kurus mēs saucam par "dzīviem spēkstacijām". Dzīvnieki ir ļoti jutīgi pret elektrisko strāvu. Pat neliela straume daudziem no viņiem ir liktenīga. Zirgi mirst pat no salīdzinoši vāja 50-60 voltu sprieguma. Un ir dzīvnieki, kuriem ir ne tikai liela pretestība pret elektrisko strāvu, bet arī tie rada strāvu savā ķermenī. Šīs zivis ir elektriskie zuši, dzeloņrajas un sams. Īstas dzīves spēkstacijas!
Strāvas avots ir īpaši elektriski orgāni, kas atrodas divos pāros zem ādas gar ķermeni - zem astes spuras un astes augšdaļā un mugurā. Pēc izskata šādi orgāni ir iegarens ķermenis, kas sastāv no sarkanīgi dzeltenas želatīna vielas, kas sadalīta vairākos tūkstošos plakanās plāksnēs, šūnās, gareniskajās un šķērseniskajās starpsienās. Kaut kas līdzīgs akumulatoram. Vairāk nekā 200 nervu šķiedras tuvojas elektriskajam orgānam no muguras smadzenēm, no kurām atzarojumi iet uz muguras un astes ādu. Pieskaroties šīs zivs mugurai vai astei, rodas spēcīga izlāde, kas var uzreiz nogalināt mazus dzīvniekus un apdullināt lielus dzīvniekus un cilvēkus. Turklāt ūdenī strāva tiek pārraidīta labāk. Ūdenī bieži noslīkst lielie dzīvnieki, kurus apdullina zuši.
Elektriskie orgāni ir līdzeklis ne tikai aizsardzībai no ienaidniekiem, bet arī pārtikas iegūšanai. Elektriskie zuši medī naktī. Tuvojoties upurim, tas nejauši izlādē “akumulatorus”, un visas dzīvās būtnes - zivis, vardes, krabji - tiek paralizēti. Izlādes darbība tiek pārraidīta 3-6 metru attālumā. Viss, ko viņš var darīt, ir norīt apdullināto laupījumu. Iztērējusi elektroenerģiju, zivs ilgu laiku atpūšas un papildina to, “uzlādējot” savas “baterijas”.
2.3. AUGĻI UN DĀRZEŅI KĀ ELEKTROSTRAVES AVOTI
Studējot literatūru, uzzināju, ka elektrību var iegūt no dažiem augļiem un dārzeņiem. Elektrisko strāvu var iegūt no citrona, āboliem un, kas pats interesantākais, no parastajiem kartupeļiem – neapstrādātiem un vārītiem. Šādas neparastas baterijas var strādāt vairākas dienas un pat nedēļas, un to saražotā elektroenerģija ir 5-50 reizes lētāka nekā tā, ko iegūst no tradicionālajiem akumulatoriem, un vismaz sešas reizes ekonomiskāka nekā petrolejas lampa, ja to izmanto apgaismojumam.
Indijas zinātnieki nolēmuši izmantot augļus, dārzeņus un to atkritumus, lai darbinātu vienkāršu sadzīves tehniku. Baterijās ir pasta, kas izgatavota no apstrādātiem banāniem, apelsīnu mizām un citiem dārzeņiem vai augļiem, kurā ievietoti cinka un vara elektrodi. Jaunais produkts ir paredzēts galvenokārt lauku apvidu iedzīvotājiem, kuri paši var pagatavot augļu un dārzeņu sastāvdaļas, lai uzlādētu neparastas baterijas.
PRAKTISKĀ DAĻA
Lapu un stublāju sekcijas vienmēr ir negatīvi uzlādētas attiecībā pret normāliem audiem. Ja paņemat citronu vai ābolu un sagriežat to un pēc tam uzliekat mizai divus elektrodus, tie neatklās potenciālu atšķirību. Ja viens elektrods tiek uzklāts uz mizas, bet otrs - uz celulozes iekšpusi, parādīsies potenciālu atšķirība, un galvanometrs atzīmēs strāvas parādīšanos.
Nolēmu eksperimentāli pārbaudīt un pierādīt, ka dārzeņos un augļos ir elektrība. Pētījumiem izvēlējos šādus augļus un dārzeņus: citronu, ābolu, banānu, mandarīnu, kartupeli. Viņa atzīmēja galvanometra rādījumus un katrā gadījumā saņēma strāvu.
Paveiktā darba rezultātā:
1. Izpētīju un analizēju zinātnisko un izglītojošo literatūru par elektriskās strāvas avotiem.
2. Iepazinos ar darba gaitu pie elektriskās strāvas iegūšanas no augiem.
3. Viņa pierādīja, ka dažādu augļu un dārzeņu augļos ir elektrība un ieguva neparastus strāvas avotus.
Protams, augu un dzīvnieku elektriskā enerģija pašlaik nevar aizstāt pilnvērtīgus jaudīgus enerģijas avotus. Tomēr tos nevajadzētu novērtēt par zemu.
SECINĀJUMS
Lai sasniegtu mana darba mērķi, visi pētījuma uzdevumi ir atrisināti.
Zinātniskās un izglītojošās literatūras analīze ļāva secināt, ka mums apkārt ir daudz objektu, kas var kalpot kā elektriskās strāvas avoti.
Darba gaitā tika apskatītas elektriskās strāvas ražošanas metodes. Uzzināju daudz interesanta par tradicionālajiem enerģijas avotiem – dažāda veida elektrostacijām.
Ar pieredzes palīdzību esmu parādījis, ka no dažiem augļiem ir iespējams iegūt elektrību, protams, tā ir neliela strāva, bet pats tās klātbūtnes fakts dod cerību, ka nākotnē šādus avotus varēs izmantot saviem nolūkiem; mērķiem (lai uzlādētu mobilo tālruni utt.). Šādas baterijas var izmantot valsts lauku iedzīvotāji, kuri paši var pagatavot augļu un dārzeņu sastāvdaļas, lai uzlādētu bioakumulatorus. Izmantotais akumulatoru sastāvs nepiesārņo vidi kā galvaniskās (ķīmiskās) šūnas un nav nepieciešama atsevišķa izmešana tam paredzētajās vietās.
LITERATŪRAS AVOTU SARAKSTS
Gordejevs A.M., Šešņevs V.B. Elektroenerģija augu dzīvē. Izdevējs: Nauka – 1991. gads
Žurnāls "Zinātne un dzīve", 2004.g.10.nr.
Žurnāls. "Galileo" Zinātne ar eksperimentu. Nr.3/ 2011 “Citronu baterija”.
Žurnāls “Jaunais Erudīts” Nr. 10 / 2009 “Enerģija no nekā”.
Galvaniskā šūna - raksts no Lielās padomju enciklopēdijas.
V. Lavruss “Baterijas un akumulatori”.
Skatīt dokumenta saturu
"DZĒMUMS"
Tēma: Dzīvā elektrība
Zinātniskā vadītāja: Lilija Ļenurovna Ablyalimova, bioloģijas un ķīmijas skolotāja, Veselovskas vidusskola
Izvēlētās tēmas atbilstība: šobrīd Krievijā vērojama energoresursu, tostarp elektrības, cenu kāpuma tendence. Tāpēc svarīgs ir jautājums par lētu enerģijas avotu atrašanu. Cilvēces priekšā ir uzdevums attīstīt videi draudzīgus, atjaunojamus, netradicionālus enerģijas avotus.
Darba mērķis: elektroenerģijas iegūšanas veidu noteikšana no stacijām un dažu no tiem eksperimentāls apstiprinājums.
Studēt un analizēt zinātnisko un izglītojošo literatūru par elektriskās strāvas avotiem.
Iepazīstieties ar darba gaitu pie elektriskās strāvas iegūšanas no augiem.
Pierādiet, ka augiem ir elektrība.
Formulējiet norādījumus iegūto rezultātu lietderīgai izmantošanai.
Pētījuma metodes: literatūras analīze, eksperimentālā metode, salīdzināšanas metode.
Skatīt prezentācijas saturu
"PREZENTĀCIJA"
Tiešraidē elektrība Darbs pabeigts: Asanova Evelīna, 5. klases skolnieks MBOU "Veselovskas vidusskola"
Darba atbilstība:
Šobrīd Krievijā vērojama tendence paaugstināt cenas energoresursiem, tostarp elektrībai. Tāpēc svarīgs ir jautājums par lētu enerģijas avotu atrašanu.
Cilvēces priekšā ir uzdevums attīstīt videi draudzīgus, atjaunojamus, netradicionālus enerģijas avotus.
Darba mērķis:
Elektroenerģijas iegūšanas veidu no elektrostacijām apzināšana un dažu no tiem eksperimentāls apstiprinājums.
- Studēt un analizēt zinātnisko un izglītojošo literatūru par elektriskās strāvas avotiem.
- Iepazīstieties ar darba gaitu pie elektriskās strāvas iegūšanas no augiem.
- Pierādiet, ka augiem ir elektrība.
- Formulējiet norādījumus iegūto rezultātu lietderīgai izmantošanai.
- Literatūras analīze
- Eksperimentālā metode
- Salīdzināšanas metode
Ievads
Mūsu darbs ir veltīts neparastiem enerģijas avotiem.
Ķīmiskajiem strāvas avotiem ir ļoti liela nozīme apkārtējā pasaulē. Tos izmanto mobilajos tālruņos un kosmosa kuģos, spārnotajās raķetēs un klēpjdatoros, automašīnās, lukturīšos un parastās rotaļlietās. Katru dienu mēs sastopamies ar baterijām, akumulatoriem un kurināmā elementiem.
Mūsdienu dzīve vienkārši nav iedomājama bez elektrības – iedomājieties cilvēces pastāvēšanu bez modernas sadzīves tehnikas, audio un video tehnikas, vakara ar sveci un lāpu.
Dzīvās spēkstacijas
Visspēcīgākās izlādes rada Dienvidamerikas elektriskie zuši. Tie sasniedz 500-600 voltus. Šāda spriedze var nosist zirgu no kājām. Zutis rada īpaši spēcīgu strāvu, kad tas izliecas lokā tā, ka upuris atrodas starp asti un galvu: tiek izveidots slēgts elektriskais gredzens. .
Dzīvās spēkstacijas
Stingrays ir dzīvas spēkstacijas, kas ražo aptuveni 50–60 voltu spriegumu un nodrošina 10 ampēru izlādes strāvu.
Visas zivis, kas rada elektriskās izlādes, izmanto šim nolūkam īpašus elektriskos orgānus.
Kaut kas par elektriskajām zivīm
Zivis izmanto izdalījumi:
- apgaismot tavu ceļu;
- aizsargāt, uzbrukt un apdullināt upuri;
- pārraida signālus viens otram un iepriekš atklāj šķēršļus.
Netradicionālie strāvas avoti
Papildus tradicionālajiem strāvas avotiem ir arī daudzi netradicionāli. Izrādās, ka elektrību var saražot gandrīz no jebkā.
Eksperiments:
Elektrību var iegūt no dažiem augļiem un dārzeņiem. Elektrisko strāvu var iegūt no citrona, āboliem un, kas pats interesantākais, no parastajiem kartupeļiem. Es veicu eksperimentus ar šiem augļiem un faktiski saņēmu strāvu.
- Paveiktā darba rezultātā:
- 1. Izpētīju un analizēju zinātnisko un izglītojošo literatūru par elektriskās strāvas avotiem.
- 2. Iepazinos ar darba gaitu pie elektriskās strāvas iegūšanas no augiem.
- 3. Viņa pierādīja, ka dažādu augļu un dārzeņu augļos ir elektrība un ieguva neparastus strāvas avotus.
SECINĀJUMS:
Lai sasniegtu mana darba mērķi, visi pētījuma uzdevumi ir atrisināti. Zinātniskās un izglītojošās literatūras analīze ļāva secināt, ka mums apkārt ir daudz objektu, kas var kalpot kā elektriskās strāvas avoti.
Darba gaitā tika apskatītas elektriskās strāvas ražošanas metodes. Uzzināju daudz interesanta par tradicionālajiem enerģijas avotiem – dažāda veida elektrostacijām.
Ar eksperimentiem esmu parādījis, ka no dažiem augļiem ir iespējams iegūt elektrību, protams, tā ir neliela strāva, taču pats tās klātbūtnes fakts dod cerību, ka nākotnē šādus avotus varēs izmantot saviem mērķiem (lai; uzlādēt mobilo tālruni utt.). Šādas baterijas var izmantot valsts lauku iedzīvotāji, kuri paši var pagatavot augļu un dārzeņu sastāvdaļas, lai uzlādētu bioakumulatorus. Izmantotais akumulatoru sastāvs nepiesārņo vidi kā galvaniskās (ķīmiskās) šūnas un nav nepieciešama atsevišķa izmešana tam paredzētajās vietās.
Mēs to lietojam ikdienā. Tā ir daļa no mūsu ikdienas, un ļoti bieži šīs parādības būtība mums nav zināma. Mēs runājam par elektrību.
Tikai daži cilvēki zina, ka šis termins parādījās gandrīz pirms 500 gadiem. Angļu fiziķis Viljams Gilberts pētīja elektriskās parādības un pamanīja, ka daudzi objekti, piemēram, dzintars, pēc berzes piesaista mazākas daļiņas. Tāpēc par godu fosilajiem sveķiem viņš šo parādību nosauca par elektrību (no latīņu Electricus — dzintars). Starp citu, ilgi pirms Gilberta sengrieķu filozofs Tals pamanīja tās pašas dzintara īpašības un tās aprakstīja. Taču tiesības tikt sauktam par atklājēju tik un tā bija Viljamam Gilbertam, jo zinātnē pastāv tradīcija – kurš pirmais sāka mācīties, ir autors.
Cilvēki, kas pieradināja elektrību
Tomēr lietas netika tālāk par aprakstiem un primitīviem pētījumiem. Tikai 17.–18. gadsimtā elektrības jautājums guva ievērojamu atspoguļojumu zinātniskajā literatūrā. Starp tiem, kas pēc V. Gilberta pētīja šo fenomenu, var nosaukt Bendžaminu Franklinu, kurš pazīstams ne tikai ar savu politisko karjeru, bet arī ar atmosfēras elektrības pētījumiem.
Elektriskā lādiņa mērvienība un elektrisko lādiņu mijiedarbības likums nosaukti franču fiziķa Šarla Kulona vārdā. Ne mazāk nozīmīgu ieguldījumu deva Luidži Galvani, Alesandro Volts, Maikls Faradejs un Andrē Ampere. Visi šie vārdi ir zināmi kopš skolas laikiem. Savus pētījumus elektrības jomā veica arī mūsu tautietis Vasīlijs Petrovs, kurš 19. gadsimta sākumā atklāja volta loku.
"Volta loks"
Var teikt, ka no šī brīža elektrība pārstāj būt dabas spēku mahinācijas un pamazām sāk ienākt cilvēku dzīvē, lai gan līdz šai dienai šī parādība saglabājusi noslēpumus.
Noteikti varam teikt: ja dabā nebūtu elektrisku parādību, tad, iespējams, nekas tāds līdz šim nebūtu atklāts. Senatnē tie biedēja trauslo cilvēka prātu, bet laika gaitā viņš mēģināja pieradināt elektrību. Šo darbību rezultāti ir tādi, ka vairs nav iespējams iedomāties dzīvi bez viņa.
Cilvēce spēja “pieradināt” elektrību
Kā elektrība izpaužas dabā?
Dabiski, kad saruna pārvēršas par dabisko elektrību, uzreiz prātā nāk zibens. Iepriekš minētais amerikāņu politiķis bija pirmais, kas tos pētīja. Starp citu, zinātnē ir versija, ka zibens būtiski ietekmēja dzīvības attīstību uz Zemes, jo biologi ir konstatējuši faktu, ka aminoskābju sintēzei ir nepieciešama elektrība.
Zibens ir spēcīga elektrības izlāde
Ikviens zina to sajūtu, kad, pieskaroties kādam vai kam, rodas elektriskā izlāde, kas rada nelielas neērtības. Tas ir elektrisko strāvu klātbūtnes izpausme cilvēka ķermenī. Starp citu, nervu sistēma funkcionē elektrisko impulsu dēļ, kas nāk no kairinātās zonas uz smadzenēm.
Signāli tiek pārraidīti elektriski smadzeņu neironos
Bet ne tikai cilvēki ģenerē elektrisko strāvu sevī. Daudzi jūru un okeānu iedzīvotāji spēj ražot elektroenerģiju. Piemēram, elektriskais zutis spēj radīt līdz 500 voltu spriegumu, un dzeloņraja uzlādes jauda sasniedz 0,5 kilovatus. Turklāt noteikta veida zivis izmanto elektrisko lauku, ko tās rada ap sevi, ar kura palīdzību tās var viegli orientēties dubļainā ūdenī un dziļumā, kur saules gaisma neiekļūst.
Amazones upes elektriskais zutis
Elektrība cilvēka rīcībā
Tas viss kļuva par priekšnoteikumiem elektroenerģijas izmantošanai sadzīves un rūpnieciskiem mērķiem. Jau 19. gadsimtā to sāka regulāri izmantot, galvenokārt iekštelpu apgaismojumam. Pateicoties viņam, kļuva iespējams izveidot aprīkojumu informācijas pārraidīšanai lielos attālumos, izmantojot radio, televīziju un telegrāfu.
Elektrība informācijas pārraidei
Mūsdienās ir grūti iedomāties dzīvi bez elektriskās strāvas, jo visas parastās ierīces darbojas tikai ar to. Acīmredzot tas bija stimuls elektroenerģijas akumulatoru (akumulatoru) un elektrisko ģeneratoru izveidei tām vietām, kur augstsprieguma stabi vēl nav sasnieguši.
Turklāt elektrība ir zinātnes dzinējspēks. Daudzus instrumentus, ko zinātnieki izmanto, lai pētītu apkārtējo pasauli, arī darbina tas. Pamazām elektrība iekaro telpu. Uz kosmosa kuģiem tiek uzstādītas jaudīgas baterijas, un uz planētas tiek būvēti saules paneļi un uzstādītas vēja turbīnas, kuras saņem enerģiju no dabas.
Elektrodzinēju zinātne
Un tomēr šī parādība daudziem cilvēkiem joprojām ir noslēpumaina un tumsas tīta. Pat neskatoties uz skolas izglītību, daži atzīst, ka līdz galam neizprot elektrības darbības principus. Ir arī tādi, kuri ir neizpratnē par terminiem. Viņi ne vienmēr spēj izskaidrot atšķirību starp spriegumu, jaudu un pretestību.
Dzīvajā dabā notiek daudzi procesi, kas saistīti ar elektriskām parādībām. Apskatīsim dažus no tiem.
Daudziem ziediem un lapām ir iespēja aizvērt un atvērties atkarībā no laika un dienas. To izraisa elektriski signāli, kas atspoguļo darbības potenciālu. Lapas var piespiest aizvērt, izmantojot ārējos elektriskos stimulus. Turklāt daudzi augi piedzīvo bojājumu straumes. Lapu un stublāju sekcijas vienmēr ir negatīvi uzlādētas attiecībā pret normāliem audiem.
Ja paņemat citronu vai ābolu un sagriežat to un pēc tam uzliekat mizai divus elektrodus, tie neatklās potenciālu atšķirību. Ja viens elektrods tiek uzklāts uz mizas, bet otrs - uz celulozes iekšpusi, parādīsies potenciālu atšķirība, un galvanometrs atzīmēs strāvas parādīšanos.
Dažu augu audu potenciāla izmaiņas to iznīcināšanas brīdī pētīja Indijas zinātnieks Bose. Jo īpaši viņš savienoja zirņu ārējo un iekšējo daļu ar galvanometru. Viņš uzkarsēja zirni līdz temperatūrai līdz 60C, un tika reģistrēts 0,5 V elektriskais potenciāls. Tas pats zinātnieks pārbaudīja mimozas spilventiņu, kuru viņš aizkaitināja ar īsiem strāvas impulsiem.
Stimulējot, radās darbības potenciāls. Mimozas reakcija nebija momentāna, bet aizkavējās par 0,1 s. Turklāt mimozu ceļos izplatījās cits ierosmes veids, tā sauktais lēnais vilnis, kas parādās, kad tas ir bojāts. Šis vilnis iet gar pumpuriem, sasniedzot kātu, izraisot darbības potenciālu, kas tiek pārnests gar stublāju un noved pie blakus esošo lapu nolaišanas. Mimoza reaģē, pārvietojot lapu uz spilventiņa kairinājumu ar strāvu 0,5 μA. Cilvēka mēles jutība ir 10 reizes zemāka.
Ne mazāk interesantas parādības, kas saistītas ar elektrību, atrodamas zivīs. Senie grieķi bija piesardzīgi no sastapšanās ar zivīm ūdenī, kas lika dzīvniekiem un cilvēkiem sasalt. Šī zivs bija elektriskā dzeloņraja, un tās nosaukums bija torpēda.
Elektrības loma dažādu zivju dzīvē ir atšķirīga. Dažas no tām izmanto īpašus orgānus, lai radītu spēcīgas elektriskās izlādes ūdenī. Piemēram, saldūdens zutis rada tik stipru spriedzi, ka var atvairīt ienaidnieka uzbrukumu vai paralizēt upuri. Zivju elektriskos orgānus veido muskuļi, kas zaudējuši spēju sarauties. Muskuļu audi kalpo kā vadītājs, un saistaudi kalpo kā izolators. Nervi no muguras smadzenēm iet uz orgānu. Bet kopumā tā ir smalku plākšņu struktūra no mainīgiem elementiem. Zušim ir no 6000 līdz 10 000 elementu, kas virknē savienoti, veidojot kolonnu, un aptuveni 70 kolonnas katrā orgānā, kas atrodas gar ķermeni.
Daudzām zivīm (gymnarch, zivju nazis, gnatonemus) galva ir uzlādēta pozitīvi, bet aste ir negatīvi, bet elektriskajam samam, gluži pretēji, aste ir pozitīvi, bet galva ir negatīvi uzlādēta. Zivis izmanto savas elektriskās īpašības gan uzbrukumam, gan aizsardzībai, kā arī, lai atrastu laupījumu, pārvietotos nemierīgā ūdenī un identificētu bīstamus pretiniekus.
Ir arī vāji elektriskas zivis. Viņiem nav elektrisko orgānu. Tās ir parastas zivis: karūsas, karpas, zīdaiņi uc Tās jūt elektrisko lauku un izstaro vāju elektrisko signālu.
Pirmkārt, biologi atklāja nelielas saldūdens zivtiņas – amerikāņu sams – dīvaino uzvedību. Viņš juta, ka ūdenī vairāku milimetru attālumā viņam tuvojas metāla nūja. Angļu zinātnieks Hanss Lismans metāla priekšmetus ietvēra parafīna vai stikla čaumalās un nolaida ūdenī, taču viņam neizdevās piemānīt Nīlas samsu un ģimnarhu. Zivis juta metālu. Patiešām, izrādījās, ka zivīm ir īpaši orgāni, kas uztver vāju elektriskā lauka spēku.
Pārbaudot zivju elektroreceptoru jutību, zinātnieki veica eksperimentu. Viņi pārklāja akvāriju ar zivīm ar tumšu drānu vai papīru un pārvietoja nelielu magnētu tuvumā pa gaisu. Zivis sajuta magnētisko lauku. Tad pētnieki vienkārši pārvietoja rokas pie akvārija. Un viņa reaģēja pat uz vājāko cilvēka rokas radīto bioelektrisko lauku.
Zivis reģistrē elektrisko lauku ne sliktāk, un dažkārt pat labāk nekā pasaules jutīgākie instrumenti un pamana mazākās tā intensitātes izmaiņas. Zivis, kā izrādās, ir ne tikai peldoši “galvanometri”, bet arī peldoši “elektriskie ģeneratori”. Viņi izstaro elektrisko strāvu ūdenī un rada ap sevi elektrisko lauku, kas ir daudz spēcīgāks nekā tas, kas rodas ap parastām dzīvām šūnām.
Ar elektrisko signālu palīdzību zivis pat var “runāt” īpašā veidā. Piemēram, zuši, ieraugot barību, sāk ģenerēt noteiktas frekvences strāvas impulsus, tādējādi piesaistot savus līdzcilvēkus. Un, ja vienā akvārijā ievieto divas zivis, to elektriskās izlādes biežums nekavējoties palielinās.
Zivju sāncenses nosaka pretinieka spēku pēc viņu raidīto signālu stipruma. Citiem dzīvniekiem šādas sajūtas nav. Kāpēc tikai zivis ir apveltītas ar šo īpašumu?
Zivis dzīvo ūdenī. Jūras ūdens ir lielisks vadītājs. Elektriskie viļņi tajā bez vājināšanās izplatās tūkstošiem kilometru. Turklāt zivīm ir muskuļu struktūras fizioloģiskas īpašības, kas laika gaitā ir kļuvušas par "dzīviem ģeneratoriem".
Zivju spēja uzkrāt elektrisko enerģiju padara tās par ideāliem akumulatoriem. Ja būtu iespējams sīkāk izprast to darbības detaļas, tehnoloģiju jomā notiktu revolūcija bateriju radīšanas ziņā. Zivju elektrolokācija un zemūdens sakari ļāva izveidot bezvadu sakaru sistēmu starp zvejas kuģi un trali.
Derētu beigt ar apgalvojumu, kas bija rakstīts pie parasta stikla akvārija ar elektrisko dzeloņraju, kas tika prezentēts Anglijas Karaliskās biedrības izstādē 1960. gadā. Akvārijā tika nolaisti divi elektrodi, kuriem tika pievienots voltmetrs. . Kad zivs atradās miera stāvoklī, voltmetrs rādīja 0 V, zivij kustoties - 400 V. Cilvēki joprojām nevar atšķetināt šīs elektriskās parādības būtību, kas novērota ilgi pirms Anglijas Karaliskās biedrības organizēšanas. Elektrisko parādību noslēpums dzīvajā dabā joprojām saviļņo zinātnieku prātus un prasa risinājumu.