Étudiant en relief Daniel de 9e année du MOU-SSH N ° 9 de Atkarsk
Dans le projet de recherche, la définition de l'utilisation de citron en tant que source de courant. Sa résistivité et son efficacité sont calculées.
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Recherche de caractéristiques de citron en tant que source de courant
Groans de Daniel
Étudiant de 9e année
MOU-SOSH №9 chez ATKARSK
introduction
L'utilisation de l'énergie électrique est actuellement très étroite avec le confort du logement humain dans le monde moderne. Dans le même temps, les réserves de combustibles naturels traditionnels (huile, charbon, gaz, etc.) sont finies. Les réserves de combustible nucléaire - uranium et thorium, à partir desquelles peuvent être obtenues dans des réacteurs de plutonium, sont également finies. Des réserves pratiquement inépuisables de combustible thermonucléaire - hydrogène, mais les réactions thermonucléaires contrôlées n'ont pas encore été maîtrisées et sont inconnues lorsqu'elles sont utilisées à la production d'énergie industrielle sous sa forme pure. L'humanité recherche des sources alternatives de courant électrique: vent, eaux géothermiques, énergie des marées et chante. Ou peut-être que les sources actuelles ont-elles créé la nature elle-même? Et nous ne pouvons que les trouver utiliser.
Une de ces sources est étudiée dans ce travail.
Objectif du projet:
Explorez les caractéristiques citron comme source de courant.
Tâches:
- Faites connaissance avec les concepts d'EMF et de résistance interne.
- Examiner la loi de Ohm pour la chaîne complète.
- Expliquez les processus survenant au citron, qui est utilisé comme source de courant.
- Définissez expérimentalement l'EMF et la résistance interne du citron, calculez la résistivité du citron et de la puissance du citron comme source de courant.
- Pensez à utiliser cette source actuelle à des fins pratiques.
- EMF de la source actuelle.
Le courant électrique est un mouvement ordonné de particules chargées. Pour obtenir un courant électrique dans le conducteur, vous devez créer un champ électrique. Le champ électrique des conducteurs est créé et peut être maintenu pendant de longues sources de courant électrique. Il existe différents types de sources de courant:
- mécanique (machine électrophore);
- thermique (thermoelement);
- lumière (photocellule);
- Chimique (élément galvanique).
Les sources de courant sont différentes, mais dans chacune d'elles, le travail est effectué sur la séparation des particules positives et négativement chargées. Toutes les forces agissant sur des particules chargées électriquement, à l'exception des forces de Coulomb, sont appelées forces tierces. À l'intérieur de la source de courant, les charges se déplacent sous l'action de la force tierce et dans toute la chaîne restante - sous l'action du champ électrique. La nature de la force tierce peut être diversifiée.
L'effet des forces tierces est caractérisé par une valeur physique importante appelée par la force électromotrice (EDC).
- Le citron est un élément galvanique.
Le citron est un petit arbre fruitier à feuilles persistantes d'une hauteur de 5 à 8 m, avec une épandeuse ou une couronne pyramidale. Il y a des arbres âgés de 45 ans.
Les fruits de citron contiennent de l'acide citrique (c6 H 8 O 7 ). La substance est extrêmement répartie dans la nature: contenue dans des baies, des agrumes, des aiguilles, des tiges de MACHOOCHI, en particulier beaucoup dans la citronnelle chinoise et les citrons non mûrs.
Pour la première fois, l'acide citrique a été mis en évidence en 1784 du jus de citrons non mûrs avec un pharmacien suédois Carl Shelele.
À Lemone, comme dans l'élément galvanique, la nature des forces tierces est chimique. À la suite de la réaction chimique, le zinc dissous dans l'acide citrique. Les ions de zinc chargés positivement sont transférés à la solution et la plaque de zinc elle-même charge négativement. La plaque de cuivre est chargée de manière positive, car les ions de zinc sont réglés dessus. (Voir l'annexe 1)
Pour les mesures et l'expérience, nous recueillons le circuit électrique selon le schéma:
- Droit Ohm pour la chaîne complète.
Considérez la chaîne électrique pour notre expérience.
La source actuelle a EMFɛ et résistance r. La résistance de la source de courant est souvent appelée résistance interne, la résistance de la section externe de la chaîne est désignée par R.
Georg Simon Oh. (16 mars 1787 - 6 juillet 1854) - Le célèbre physicien allemand. Les œuvres les plus célèbres de l'Ohma concernaient des questions sur le passage du courant électrique et ont conduit à la célèbre «loi OHMA» reliant la résistance de la chaîne de courant électrique, la résistance interne et la FIF de la source de courant, la résistance du courant.
LOI OHMA pour la chaîne complète:
La force du courant dans le circuit électrique est directement proportionnelle à la puissance électromotrice de la source de courant et proportionnelle inversement à la quantité de résistances électriques des sections externes et internes de la chaîne.
- Les résultats de l'expérience.
Nous recueillons la chaîne expérimentale pour obtenir les données nécessaires. (Voir l'annexe 2)
Memérim EMF Citron:ɛ \u003d 0.95V.
Nous mesurons la résistance et la tension actuelles sur la section de la chaîne avec une résistance externe différente.
U 1 \u003d 0.515v u 2 \u003d 0.586V
I 1 \u003d 196mk i 2 \u003d 160mk
R 1 \u003d 2K R 2 \u003d 3K
Selon la loi, la résistance interne du citron a été calculée pour la chaîne totale: R \u003d 2.1K. (Voir l'annexe 3)
Mesure du courant de court-circuit sur le citron: ikz. \u003d 460mk. Le courant de court-circuit a la valeur maximale lorsque la résistance externe de la résistance à la chaîne R → 0.
En utilisant les mesures obtenues, nous avons calculé la résistance spécifique du citron ƍ \u003d 69 * 106 ohm * mm 2 / m. (Voir l'annexe 3)
Également identifié l'efficacité et la puissance du citron comme source de courant
P \u003d 108.3 * 10 -6 W
Ƞ \u003d 60%
Malgré l'efficacité très importante de l'efficacité, la puissance du citron que la source actuelle est très petite.
Nous avons essayé d'utiliser le citron comme source de courant. Chaîne électrique assemblée de plusieurs citrons et diodes connectés successivement connectés. Plusieurs citrons connectés successivement servent de batteries d'éléments de galvanoplastie. Avec un composé constant, la force actuelle qui donne une telle source reste inchangée et la tension est égale à la quantité de tensions sur les bornes de sources individuelles. Avec l'aide de 5 citrons connectés successivement, nous avons pu éclairer deux LED.
Conclusion.
- Le citron est un élément galvanique dans lequel la puissance chimique tiers active.
- Le citron peut être utilisé comme source de courant électrique.
- Sur des fins domestiques, le citron ne peut pas être utilisé comme source de courant, car le courant que les problèmes de citron sont environ plusieurs dizaines de micronomètres, alors qu'il a une très grande résistance interne.
Références et autres sources:
- UN V. Physique de Pryskin Grade 8. M: "DROP" 2009
- G.ya. Myakyshev, b.b. Bukhovtsev, N.n. Sotsky Physics Greal 10, M: "Lumières" 2007.
- M.n. AleKseeva Physics - Young. M: "Enlightenment" 1980
- Ig Livre de Kirillova pour la lecture en physique. M: "Illumination" 1986.
- http://ru.wikipedia.org.
Pièce jointe 1
Annexe 2.
Annexe 3.
Nous avons calculé que la résistance interne du citron R \u003d 2.1 com.
Nous avons calculé que la longueur entre les plaquesl \u003d 3,8 cm \u003d 0,038 m.
Déterminé la zone des plaquesa \u003d 39mm B \u003d 32mm S \u003d AB \u003d 1248 mm 2
Maintenant, nous trouverons la résistance spécifique du citron par la formule:
Pour les amoureux de toutes sortes d'expériences et d'expériences, nous proposons une idée inhabituelle - essayez de construire une batterie primitive faite de citrons étouffants avec vos propres mains. Nous dépensons beaucoup d'argent sur des piles, des piles pour téléphones nutritionnels, des heures, des jouets, sans penser que nous sommes entourés de la masse de sources d'énergie peu coûteuses, à partir desquelles nous pouvons assembler l'élément galvanique économique et simple à tout moment. Nous ne supposons même pas combien de choses intéressantes nous entourant!
Pour l'expérience, nous aurons besoin, comme je l'ai mentionné ci-dessus, des citrons (8 pièces), 9 fils minces avec des pinces, 8 petits morceaux de fil de cuivre et de nombreux ongles galvanisés, une horloge de batterie et, bien sûr, un voltmètre pour les tests Opportunités (tension) Batteries construites par nous.
Légèrement balançant des citrons dans les mains, coller dans chacun d'eux un morceau de fil de cuivre et un clou galvanisé. Nous prenons l'horloge, retirons la batterie d'eux et avec l'aide de fils, créez une chaîne électrique, comme sur un mourant. Les extrémités libres des fils du premier et huitième citron sont connectées à l'horloge dans les endroits où la batterie était auparavant, créant une chaîne fermée. À la fin de l'expérience, nous verrons comment l'horloge ira. Connexion des extrémités des fils au voltmètre, nous pouvons observer la tension de 0,49 V.
Expliquez simplement le travail de notre batterie de fruits. Lorsque vous contactez le cuivre et le zinc avec de l'acide citrique, une réaction chimique se produit, à la suite de laquelle le cuivre devient chargé de manière positive et zinc - négativement. Avec une chaîne fermée, créée avec l'aide de fil de cuivre et de petits ongles galvanisés, le courant électrique commence. Le zinc (source d'électrons) est un pôle négatif batterie de fruits, Le cuivre est positif. La tension de la batterie est connectée à la capacité du zinc et du cuivre à donner des électrons. Le courant électrique dépend de la quantité d'électrons libérés lorsque la réaction chimique est exécutée.
Si à la maison n'est pas des citrons, d'autres agrumes, kiwi, bananes, pommes, poires, pommes de terre, tomates, concombres, ampoules peuvent être utilisés comme matériau principal pour l'expérience. Ces légumes et ces fruits peuvent également fonctionner comme une batterie, cependant, la tension différera quelque peu de la source de citron. La tension la plus élevée donnera une poire, le plus bas - Kiwi. Les caractéristiques électriques des batteries générées affectent l'acidité des produits utilisés. En reliant plusieurs batteries de fruits de manière systématique, nous allons augmenter la tension, proportionnellement au nombre de fruits utilisés.
Une paire de cuivre et de zinc peut être remplacée par d'autres composants, par exemple, cuivre et aluminium, aluminium et zinc. Vrai, dans ce dernier cas, la batterie est un peu plus faible que le citron "original".
L'expérience décrite ci-dessus est une confirmation directe qu'une personne peut utiliser librement des matériaux renouvelables naturels pour répondre à ses besoins énergétiques. Un certain nombre d'entreprises à l'échelle industrielle ont déjà commencé à créer des batteries inhabituelles avec l'utilisation de produits de traitement des bananes, des croûtes orange. La société SONU n'a pas été présente au public une batterie dans laquelle le jus de fruit est utilisé à la place de l'électrolyte. En reflétant une batterie de 8 ml de jus, vous pouvez fournir une puissance de petite électronique portable pendant une heure. Les scientifiques du Royaume-Uni ont créé une variante similaire de la batterie pour un ordinateur à faible consommation avec un processeur IPTE1 386. Il a été prouvé expérimenter que 12 pommes de terre peuvent être une source complète d'alimentation informatique pendant 12 jours.
Piles électriques naturelles, batteries de fruits - est-ce possible? Essayons de faire face à cette question dans notre laboratoire.
Il convient de noter que cette expérience est bonne avec sa simplicité et sa visibilité. Il peut être utilisé à la fois pour un projet scientifique de l'école (notamment en ajoutant la section théorique), ainsi que sous forme de divertissement, mettant en place une bonne présentation, par exemple pour des amis. Cette expérience est merveilleuse et si vous venez de décider de passer du temps avec l'enfant - et amusant et informatif!
Dans l'article précédent, nous avons été un peu touchés sur l'histoire de la création de la batterie, appris où l'électricité en vient, les processus qui coulent dans l'élément de galvanoplastie. Et une méthode incroyablement utile de connaissance du monde environnant appelé "Qu'est-ce qui se trouve à l'intérieur?" nous a aidés à voir ce que la batterie est composée de. Certes, je devais sortir plusieurs éléments galvaniques, mais dans cet article, je promets, nous ne violerons rien. Il suffit de créer!
De quoi avons-nous besoin pour cela? Comme nous l'avons déjà découvert, tout élément galvanique est constitué d'électrodes et d'électrolytes. Après la tradition, nous n'utiliserons aucun matériau exotique ou difficile à atteindre. Si vous souhaitez répéter l'expérience, vous aurez besoin des éléments suivants:
- Légumes ou fruits que vous avez à portée de main. Il suffit de ne pas parler d'autres ce dont vous avez besoin pour ce dont ils ont besoin et la prochaine fois que vous le souhaitez, dites-vous, l'orangestone, vous ne vous donnerez pas - dire, ils disent, encore une fois, ils vont traduire à nouveau des produits 🙂 ils effectueront la Rôle d'électrolyte dans notre batterie (ou plutôt contenus dans des jus de fruits, qui, grâce à l'acide des fruits, effectue le rôle d'un support d'échange d'ions).
- Fer et ongles galvanisés. S'il n'y a pas de clous galvanisés, vous pouvez prendre des morceaux d'étain galvanisé. Si après l'article précédent sur le périphérique de la batterie, vous avez un cas de zinc - est le moment de la sortir de la boîte chérie. Comme vous comprenez, tout cela effectuera le rôle des électrodes.
- Plusieurs câbles. J'ai pris quelques-uns d'un câble multicœur du type "paire torsadée". Nous avons besoin de fils afin d'organiser une chaîne électrique - le pont même pour lequel les électrons fonctionnent d'une électrode à une autre.
- Et bien sûr, nous aurons besoin du consommateur de l'actuel - pourquoi avons-nous besoin d'électricité, si nous n'avons nulle part à dépenser. En tant que consommateur, il vaut la peine d'utiliser quelque chose de faible puissance: par exemple, une calculatrice ou une LED. Tout ce qui est plus puissant, par exemple, la lampe à incandescence n'en vaut pas la peine. Bien que le dernier commentaire puisse être négligé si vous avez un camion avec du citron devant votre maison.
Étendre les composants sur notre table de laboratoire.
Nettoyez les extrémités des fils de l'isolation.
Nous commençons à immerger les électrodes dans l'électrolyte. Eh bien, si d'une manière simple - puis collant des clous et des plaques dans les fournitures comestibles récoltées. Première électrode ...
... et puis un autre.
Aux extrémités des électrodes, fixez les fils.
Élément galvanique prêt! La moitié du citron montre presque Pollolt.
Ayant fait toutes les procédures décrites ci-dessus avec une pomme, nous voyons que l'élément galvanique de ce fruit donne une tension similaire.
Un stress similaire offre à l'orange.
Mais l'arc a présenté une surprise. La batterie de celle-ci s'est avérée haute tension
Et maintenant, voyons ce que notre fruit-fruits-fruits est capable. Bien sûr, chacun de ces éléments n'est pas très capable de. Est-il juste démontré par un voltmètre que l'électricité qu'ils produisent vraiment. Beaucoup plus spectaculaire sera la démonstration de consommateurs actuels de nos batteries de fruits. Comme je l'ai noté, les contraintes émises par un élément galvanique de fruits distinct ne suffiront pas à nourrir les consommateurs même à faible puissance. Par conséquent, nous devons augmenter la tension. Cela peut être atteint en connectant plusieurs éléments galvaniques sur un schéma de série, c'est-à-dire comme ça:
Après avoir connecté tous nos éléments galvaniques dans la batterie, nous obtenons déjà un stress assez solide.
Nous allons essayer de connecter le voyant (lorsqu'il sera connecté, la polarité doit être observée) ... allumé !!!
Même l'ancienne calculatrice, que j'ai cessée depuis longtemps comptant les travailleurs, gagné de la batterie de fruits!
Eh bien, l'expérience réussie! Comme vous pouvez le constater, la batterie de fruits est assez réelle. Bien sûr, il est impossible d'envisager une source de nourriture grave. Mais comme excellent matériau visuel sur la nature de l'électricité, qui pour les non-initiés peut sembler un peu mysticulquement, - tout à fait!
Bonne chance dans vos expériences!
De nombreux écoliers en chimie, physique ou œuvres ont eu la chance de faire une batterie de citron. Cela semble étrange, car tout le monde a l'habitude de voir les éléments du type standard. Mais la source d'énergie du fruit est quelque chose d'inhabituel!
Comment faire une batterie de citron?
En fait, il est possible de construire une installation similaire à partir de tout fruit. Toute la différence ne sera que dans la tension. Le citron a un avantage, il a de l'acide citrique. Il peut générer un courant électrique plus grand.
C'est ce qui sera nécessaire pour créer une batterie au citron:
- Citron - 1-2 morceaux.
- Fil de cuivre dans la quantité de 1 chose. Pour une expérience à grande échelle, vous pouvez prendre plus. Sinon, vous pouvez utiliser une pièce de monnaie.
- Plaque de zinc. Dans son rôle, peut être le boulon métallique habituel, la vis ou le fil.
- Multimètre ou testeur pour déterminer la tension.
- Diode électro-luminescente. Il résoudra clairement que le courant est disponible.
Comme vous pouvez voir la base de la fabrication de cette batterie, il n'y a que trois choses.
Étape numéro 1.
Prenez le citron et souvenez-vous un peu. De plus, si vous le souhaitez, vous pouvez laver et essuyer. Bien que ce ne soit pas si important.
Étape numéro 2.
Placez le conducteur de cuivre sur une petite profondeur allant jusqu'à 2 cm et non loin de celle-ci métallique.
Connectez les fils aux branches saillantes.
Testez un multimètre combien cette installation donne des volts.
En conséquence, 0.91 volts!
Recueillez la deuxième pile citron et connectez-les successivement. Soit collé le fil de cuivre et de métal. Ensuite, le peintre les connecte les uns aux autres.
Le fait est que la DEL ne brûle pas d'une batterie, la seconde sera donc requise.
Ainsi, la batterie citron peut systématiquement donner un courant électrique.
Explication: Le fonctionnement d'un tel élément est basé sur l'interaction de deux conducteurs de métaux multidimensionnels. Après leur placement en citron, ils entourent le milieu de l'acide citrique. Cette substance sert d'électrolyte. C'est-à-dire qu'il commence à couler une réaction chimique et des ions se déplacer, émettant de l'énergie.
La pièce de monnaie est préférable d'utiliser le cuivre du fil.
