Электричество из картошки.
Цель: познакомить детей с принципами работы электрохимических источников питания, а также продемонстрировать им возможность превращения химической энергии в электрическую.
Задачи:
· Объяснить детям, как работает источник питания из картофеля.
· Разделить детей на группы и помочь им изготовить необходимые элементы для создания источника питания.
· Провести эксперимент с использованием светодиода и показать, как химическая энергия картофеля может зажечь светодиод.
Принцип работы источника питания из картофеля основан на принципе гальванического элемента.
Гальванический элемент - это устройство, в котором происходит преобразование химической энергии в электрическую. Такие элементы состоят из двух электродов, обычно из различных металлов, и электролита, который служит для передачи ионов между электродами.
История открытия первого гальванического элемента связана с итальянским физиком Алессандро Вольтой. Он проводил эксперименты с металлическими контактами и различными электролитами, и в 1800 году он создал первый гальванический элемент, который стал известен как "вольтаический столб".
Принцип работы гальванического элемента основан на разности потенциалов между двумя электродами. Когда два различных металла погружены в электролит, начинается процесс окисления и восстановления, в результате чего на электродах образуются различные заряды – положительные и отрицательные. Электроны начинают двигаться по проводнику от электрода с более высоким потенциалом к электроду с более низким потенциалом, создавая электрический ток, который может использоваться для питания различных устройств, как, например, светодиодов.
Когда картофель нарезается на две половинки и в каждую половинку вставляются электроды из меди и цинка, происходит химическая реакция, в результате которой возникает разность потенциалов между электродами. Проводники подключаются к светодиоду, который начинает светиться за счет электрической энергии.
Для того чтобы убедиться, что картофель является источником энергии, можно использовать мультиметр для измерения напряжения и тока, которые генерируются источником питания из картофеля.
На занятии дети могут увидеть и понять простые принципы работы гальванических элементов, а также научиться самостоятельно создавать простые источники питания из доступных материалов.
Этапы изготовления источника тока из картофеля:
Вам необходимо изготовить гальваническую пару. Для этого с помощью плоскогубец соедините оцинкованный саморез 50мм длинной и медную проволоку длинной 100мм.
Подготовьте картофель, нож и провода.
Вставьте гальванические пары в картофель на расстоянии друг от друга, таким образом, что бы элементы чередовались с одной стороны картофелины вставляется медный контакт с другой оцинкованы.
На крайних картофелинах воткните медный контакт в той картофелины к которой подключён оцинкованный саморез, и оцинкованный саморез в ту картофелину к которой подключен медный провод
К крайним контактам присоедените провода..
Подключите светодиод к концам проводов.
Убедитесь, что все соединения крепкие и ничего не обрывается.
Светодиод должен начать светиться.
Материалы:
· Картофель
· Медные провода.
· Оцинкованные саморезы или гвозди.
· Провода.
· Светодиод.
Инструменты:
· Нож
· Плоскогубцы (для изготовления пластин)
Кусачки (для обрезки проводов)
Мультиметр.
Альтернативный способ изготовления гальванического элемента можно осуществить следующим образом:
· Возьмите оцинкованные гвозди и медную проволоку.
· Соедините оцинкованный гвоздь с медной проволокой.
· Поместите эту пару в стакан с соленым раствором.
· Соедините другой конец медной проволоки с светодиодом.
· Проведите эксперимент, чтобы убедиться, что светодиод загорается благодаря гальванической реакции между оцинкованным гвоздем и медной проволокой в соленом растворе.
Выводы:
после завершения занятия учащиеся научатся самостоятельно создавать источники питания из доступных материалов, а также поймут, как можно использовать химическую энергию для генерации электричества. Такое занятие позволит им не только узнать новую информацию, но и развить интерес к химии и науке в целом.
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.