Самодельные источники электрической энергии в экстремальных ситуациях введение

Без энергии жизнь человечества немыслима. Мы привыкли использовать в качестве источников энергии органическое топливо – уголь, нефть и газ. Однако их запасы в природе ограничены. По прогнозам они будут истощены к 2025 году при сохранении нынешних темпов потребления.

На вопрос «что делать в преддверии энергетического кризиса?» уже давно найден ответ: использовать энергосберегающие технологии и искать альтернативные источники энергии. Многие из них применяются уже в настоящее время. Энергия ветра, приливов, солнца и геотермальные источники ─ успешно используется и преобразовывается людьми в электроэнергию. Но это так сказать «официальные альтернативные источники».

Но иногда возникают экстремальные ситуации, когда срочно требуется источник энергии для работы маломощной техники. Например, во время отдыха на природе, села батарейка в фонарике или нужно зарядить телефон. В этом случае возможность получить электрическую энергию только одна – изготовить источник питания из подручных средств.

Цель исследования: изготовить источник энергии из подручных средств.

Для решения достижения поставленной цели были определены следующие задачи.

Задачи исследования:

• выдвинуть гипотезу, опровергнуть или доказать ее;

• изучить литературу и Интернет – ресурсы о необычных альтернативных источниках энергии;

• изготовить источник тока из подручных средств;

• экспериментально определить напряжение изготовленных источников;

• определить факторы, влияющие на величину тока и напряжение в изготовленных источниках;

• попытаться зажечь светодиод от изготовленного источника;

• сделать вывод о возможности использования источников энергии из подручных средств.

Методы исследования:

• эксперимент;

• анализ полученных данных.

Гипотеза: из подручных средств можно изготовить источник электрической энергии.

Объект исследования: овощи и фрукты

1. Теоретическая часть

1.1. Принцип работы гальванического источника тока

Первый источник электрического тока был изобретен случайно в конце XVII века итальянским ученым Луиджи Гальвани. На самом деле целью опытов Гальвани был не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. Явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки.

Опыты Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого – Алессандро Вольта. 200 лет назад он сформулировал главную идею изобретения. Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта создал нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает напряжение.

Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения, а его фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами.

Принцип работы гальванического элемента достаточно прост. В водный раствор серной кислоты погружаются медная и цинковая пластины, которые, затем, играют роль положительного и отрицательного полюса. При соединении полюсов с помощью проводника получается простейшая электрическая цепь.

Протекание тока внутри элемента будет происходить от отрицательного заряда к положительному, то есть от цинковой пластины к медной. Движение заряженных частиц по внешней цепи будет осуществляться в обратном направлении.

При воздействии электрического тока движение остатков серной кислоты, а также ионов водорода будет происходить в различных направлениях. При этом водород передает заряд на медную пластину, а остаток кислоты – на цинковую пластину. Таким образом, на клеммах будет осуществляться поддержка напряжения.

Одновременно, на медной пластине оседают пузырьки водорода, ослабляющего общее действие элемента и создающего дополнительное напряжение. Такое напряжение известно, как электродвижущая сила поляризации. Чтобы избежать этого явления, в состав вводится вещество, способное поглощать атомы водорода и выполнять функцию деполяризации.

Таким образом, в основу работы гальванического элемента положено явление электролиза.

Электролиз - это совокупность химических процессов, происходящих в электролите при прохождении через него постоянного электрического тока,

когда положительно заряженные ионы движутся к катоду, а отрицательно заряженные – к аноду.

Из теории известно, что для выработки напряжения необходимы 3 вещи: один электролит и два различных электрода. В качестве электролита в домашних условиях может выступать любой органический продукт, содержащий жидкость. Электродами могут служить любые металлические предметы из различных металлов. В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина действует как отрицательный электрод, а медная пластина – как положительный. Электролитом является сок фруктов и овощей.

Тем самым фрукты и овощи являются биотопливом.