Проектная работа «Мое первое открытие: статическое электричество»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ  ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
« СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 53»

Школьная научно-практическая конференция

«Радуга талантов»

Секция: «Первые шаги в науку»

«Мое первое открытие: статическое электричество»

Автор:

Короновская Анна Алексеевна

3 «А» класс, СОШ № 53

Руководитель:

Бурмистрова Виктория Николаевна

Учитель нач. классов, СОШ № 53

Саратов, 2016 год

Содержание:

I. Введение. ……………………………………………………………………….3

1.1. Актуальность. ……………………………………………………..……3

1.2. Объект исследования. ……………………………………………….…4

1.3. Цель работы……………………………………………………………..4

1.4. Задачи работы…………………………………………………………...4

II. Основная часть. ………………………………………………………………..5

2.1. Электрический заряд……………………………………………………5

2.2. Что такое статическое электричество. ………………………………..6

2.3. Статическое электричество вокруг нас………………………………..7

2.3.1. Использование статического электричества. ………………………7

2.3.2.Опасное статическое электричество………………………………….8

2.3.3.Способы защиты от статического электричества………………...…9

2.4. Практическая часть. ……………………………………………….….10

Опыт№1………………………………………………………………..……10

Опыт№2…………………………………………………………………..…10

Опыт№3………………………………………………………………..……11

III. Заключение (Результаты) ………………………………………………..…11

IV. Список используемой литературы…………………………………………12

V. Приложение. …………………………………………………………………13

Совершенно непонятно,

Почему вода течет

Сверху вниз,

А не обратно,

Так, а не наоборот…

Совершенно непонятно,

Что такое свет и тень.

В общем, есть о чем

Подумать,

Если думать Вам не лень.

Р. Сеф

I.Введение

1.1 Актуальность:

Каждый человек в современном мире сталкивается с таким явлением, как статическое электричество (или «электричество от трения»). Оно преследует нас везде: в доме, в автотранспорте, на работе, при расчесывании волос, при соприкосновении с какими-либо предметами и одеждой. Такое электричество считается небезопасным и, поэтому возникает важный вопрос - как избавиться от статического электричества?

Тема моей работы выбрана для того, чтобы узнать, как образуется статическое электричество и каким образом можно от него избавиться.

Статическое электричество в быту не формирует мощных зарядов, однако может вызывать неприятности со здоровьем.

Влияние такого статического электричества на живой организм недостаточно хорошо изучено. При длительном нахождении человека в поле такого заряда могут быть вызваны изменения функций центральной нервной системы, а также сердечно - сосудистой системы.

Эти функциональные изменения приводят к нарушению сна, потере аппетита, головной боли, повышенной эмоциональности и раздражительности.

В связи с этим важно знать, как избавиться от статического электричества.
В то же время на производстве статическое электричество может стать причиной серьезной аварии. Вот почему знания о его природе и механизме возникновения необходимы каждому.

Моя работа интересна тем, что в ней показано каким образом в бытовых условиях мы сталкиваемся с этим физическим явлением.

1.2. Объект исследования:

В данной работе сделана попытка рассмотреть процесс возникновения статического электричества. Такой подход позволяет более глубоко проникнуть в окружающий нас мир, лучше узнать природу.

1.3. Цель работы:

Рассмотреть процесс возникновения статического электричества примеры и способы его устранения.

1.4. Задачи работы:

- собрать и изучить материал по теме статического электричества.

- экспериментально установить причину возникновения статического электричества;

- экспериментально (провести опыты) определить возможные способы защиты в быту от статического электричества: доказать что, статическое электричество не наблюдается при высокой влажности.

II. Основная часть

2.1. Электрический заряд

Слово «электричество» происходит от слова «электрон», которым древние греки называли янтарь. Ещё в 600 году до н. э. греки заметили, что если потереть янтарь об овечью шкуру, то он начинает притягивать лёгкие предметы: перья, стружку, маленькие кусочки бумаги и т. п.

С тех пор учёные пытались открыть тайны этой загадочной силы.

Заряды бывают двух видов – положительные (+) и отрицательные (-).

Одноимённые заряды – отталкиваются,

разноимённые – притягиваются,

как показано на рисунке:

Рисунок 1.Определение электрических зарядов: положительных (+) и отрицательных (-).

Всё на свете состоит из атомов. Атом состоит из положительно заряженного ядра (+) и отрицательно заряженных электронов (-).

На рисунке «Схема атома» изображён атом с шестью электронами.

Рисунок. «Схема атома»

2.2. Что такое статическое электричество.

Статическим электричеством, с физической точки зрения, называется потеря предметом внутриатомного равновесия вследствие потери одного электрона или же его приобретения.

Итак, статическим электричеством называют самостоятельно возникающий электрический заряд. Чаще всего, это связано с трением одной поверхности о другую. В этом случае атомы одного из веществ отрывают электроны другого. Между двумя телами возникает разность потенциалов. После того как тела разъединятся, каждое сохранит свой заряд, а разность потенциалов возрастет.

Надо сказать, что электричество бывает и не статическим. Например, заряды могут двигаться.

Тогда такие движущиеся заряды – это электрический ток.

2.3. Статическое электричество вокруг нас.

2.3.1. Использование статического электричества.

Метод окраски поверхностей в электрическом поле – электроокраска – впервые был разработан видным русский ученым А.Л. Чижевским. Суть его такова. Жидкий краситель любого цвета помещают в пульверизатор – сосуд с тонко оттянутым концом (соплом) и подводят к нему отрицательный потенциал. К металлическому трафарету подводят положительный потенциал, а перед трафаретом размещается окрашиваемая поверхность (ткань, бумага, металл и т.д.). Благодаря электростатическому полю между соплом с краской и трафаретом частицы краски летят строго по направлению к металлическому трафарету, и на окрашиваемой поверхности воспроизводится точный рисунок трафарета, при этом ни одна капля краски не падает. Регулируя расстояние между соплом и объектом окраски, можно менять скорость нанесения и толщину покровного слоя, т.е. регулировать скорость окраски.

Данный метод даёт экономию красителей до 70% по сравнению с обычным методом окраски и ускоряет примерно в три раза процесс покрытия изделия, т.к. один человек за пультом электропульверизатора заменяет несколько рабочих с кистями. Кроме того, можно почти одновременно покрывать все изделие независимо от габаритов. Если при работе кистью краска не всегда ложится ровно, то при электроокраске пробелы и неровности отсутствуют, повышается глянцевитость, снижается брак. Немаловажно и то, что этот метод позволяет улучшить и условия труда: управление процессом электроокраски может производиться с пульта, полностью изолированного от места окраски.

Кроме того, метод, подобный методу окраски в электростатическом поле, можно использовать и в пищевой промышленности, например, для копчения рыбы.

В результате экономится коптильное вещество, а эффективность процесса копчения резко повышается.

На этом принципе основано изготовление с помощью электрического поля ковров, искусственного меха, замши, декоративных материалов для обивки мебели.

Движение заряженных частиц краски в электрическом поле используют в типографском производстве.

Очистка воздуха от пыли и лёгких частиц. Так как частицы пыли способны электризоваться, то для их удаления часто применяют фильтр, внутри которых находится электрозаряженный элемент, притягивающий к себе микрочастицы. Для того, чтобы сделать пылеудаление более эффективным, воздух в помещении ионизируют. Такие электрофильтры устанавливают в цехах размола цемента и фосфоритов, на химических заводах.

В лечебных целях – лечебное бельё. Терапевтическое воздействие электростатическим полем. На пациента осуществляют воздействие в лечебных целях электрическими зарядами, возникающими на поверхности при трении о кожный покров пациента.

2.3.2.Опасное статическое электричество

При трении о воздух электризуется самолёт. Поэтому после посадки к самолёту нельзя сразу приставлять металлический трап: может возникнуть разряд, который вызовет пожар. Сначала самолёт “разряжают”: опускают на землю металлический трос, соединённый с обшивкой самолёта, и разряд происходит между землёй и концом троса.

Бывали случаи, что быстро поднимающийся в воздухе воздушный шар загорался. Воздушные шары часто наполняют водородом, который легко воспламеняется. Причиной воспламенения может быть электризация трением прорезиненной оболочки о воздух при быстром подъёме.

В любом процессе, где участвуют движущиеся части вещества или движется зерно или жидкость, происходит разделение зарядов.

Одна из опасностей при транспортировке зерна в элеватор связана с тем, что в результате разделения зарядов в атмосфере, заполненной горячей пылью, может проскочить искра и произойти возгорание.

Разряды электричества возникают и тогда, когда человек ходит по полимерным покрытиям полов современной квартиры, синтетическим коврам или снимает с себя нейлоновую одежду.

2.3.3.Способы защиты от статического электричества

В наши дни статическое электричество является одним из видов экологических загрязнений в человеческой среде обитания. Оно вызвано использованием большого количества синтетических материалов в строительстве, при пошиве одежды, в производстве оборудования и мебели.
Есть ли способы и средства для борьбы с накоплением электрических зарядов? Безусловно, есть!

На производстве – это тщательное заземление станков, машин применение токопроводящих пластиков.

Для полов, используют увлажнение воздуха. Использование различного рода “нейтрализаторов”, ионизаторов воздуха.

В домашних условиях устранить заряды статического электричества довольно легко, повышая относительную влажность воздуха квартиры до 60-70 %. Электризация устраняется, если к воде, которой протирают пластиковые полы, добавить гидрофильные вещества, например хлорид кальция, а также протирать электризующие поверхности глицерином. Химическая промышленность выпускает препарат “Антистатик”, который снимает электрический заряд с синтетической одежды.

2.4. Практическая часть.

Для проверки моей гипотезы: «Статическое электричество не наблюдается при высокой влажности», проведем исследования:

Для проведения исследований необходимо:

1. Один шарик

2. Бумажная стружка

3. Блюдце с водой

4. Мокрое полотенце

5. Один кот

Опыт №1

Надуем воздушный шарик и хорошо потрем его о шерсть кота (Рис.1). Поднесем шарик к бумажной стружке. Бумажная стружка притягивается к шарику. (рис.2).

Выводы по итогам первого опыта:

Доказано наличие статического электричества.

Опыт №2

Потрем шариком о шерсть кота (Рис.1.). Бумажную стружку поместим в блюдце с водой (Рис. 3).

Выводы по итогам второго опыта:

Наэлектризованный шарик не притягивает мокрую бумажную стружку

(Рис. 4)

Опыт №3

Намочим шерсть кота, используя мокрое полотенце (рис. 5.). Потрем шарик о мокрую шерсть кота (рис. 6.).

Выводы по итогам третьего опыта:

Шарик не притягивает сухую бумажную стружку (рис.7.).

Шарик не наэлектризовался о мокрую шерсть кота.

III. Заключение. (результаты)

Подводя итог, можно сказать, что поставленные задачи выполнены:

1.Собран и изучен материал по теме статического электричества.

2.Опытным путем подтверждена гипотеза, согласно которой статическое электричество – «электричество от трения». Оно возникает в результате неравенства зарядов (отрицательного и положительного) между двумя объектами.

3. Мы доказали что, статическое электричество не наблюдается при высокой влажности.

IV. Список используемой литературы:

1. Методика преподавания физики.- М.:”Просвещение”, 1965.

2. Кл.Э. Суорц Необыкновенная физика обыкновенных явлений. – М.:”Наука”, 1987.

3. Карпович А.Б. Сборник задач-вопросов по физике – М.: Издательство Академии Педагогических Наук , 1956.

4. Книга для чтения по физике -М.:”Просвещение”, 1986.

5. Майкл Ди Специо .Занимательные опыты, М.: АСТ Астрель, 2006.

6. Физика в школе, №6 1998.

7. Сёмке А.И. Занимательные материалы к уроку, М. “Издательство НЦ ЭНАС”, 2004.

8. Внеклассная работа по физике, Саратов ОАО “Издательство “Лицей”, 2002.

9. “Физика” №41/03

10. “Физика” №20/05, с. 45.

11. “Физика” №28/1996.(Качественные задачи по физике, М.Е. Тульчинский)

V. Приложение.

Загадки

1.Сначала - блеск
За блеском - треск
За треском - плеск. (Молния)

2.Висит груша - нельзя скушать; не бойся - тронь, хоть внутри и огонь. (Электрическая лампочка.)

3. Без ног бежит, без огня горит. (Электричество.)

4. Как Солнце горит, быстрее ветра летит, дорога в воздухе лежит, по силе себе равных не имеет. (Молния.)

5. Заревел медведь на все горы, на все моря. Что это такое? (Гром)

6. Вопрос: На улице гроза, идет сильный дождь. Какое явление мы зафиксируем раньше: услышим гром или увидим молнию?

Ответ: Раньше увидим вспышку молнии, а позднее услышим раскаты грома. Так будет потому, что скорость распространения света 300000 км/с, а звука в воздухе при нормальных условиях и 20°С-340м/c