Откуда берется электричество: как появилось. Электричество определение для детей

Правилами обращения с электричеством почему-то многие пренебрегают, забывая о том, что безопасного электричества не бывает. Памятка электробезопасности поможет родителям объяснить эти важные правила детям.

Самое главное правило – помнить, что безопасного электричества не бывает! Разумеется, можно не опасаться игрушек, работающих на батарейках, в них напряжение составляет всего 12 вольт. Но в быту наибольшее распространение получило электричество напряжением 220 - 380 вольт.

Если вы не специалист, нельзя самостоятельно производить ремонт электропроводки и бытовых приборов , включенных в сеть, открывать задние крышки телевизоров и радиоприемников, устанавливать звонки, выключатели и штепсельные розетки. Это должен делать специалист-электрик!

Нельзя пользоваться выключателями, штепсельными розетками, вилками, кнопками звонков с разбитыми крышками, а также бытовыми приборами с поврежденными, обуглившимися и перекрученными шнурами. Это очень опасно! Никогда не тяните вилку из розетки за провод и не пользуйтесь вилками, которые не подходят к розеткам.

Правило старо как мир, но почему-то многие им пренебрегают: не беритесь за провода электроприборов мокрыми руками и не пользуйтесь электроприборами в ванной комнате. Запомните также, что в случае пожара ни в коем случае нельзя тушить находящиеся под напряжением приборы водой.

Если вы, прикоснувшись к корпусу электроприбора, трубам и кранам водопровода, газа, отопления, ванне и другим металлическим предметам почувствуете «покалывание» или вас «затрясет», то это значит, что этот предмет находится под напряжением в результате какого-то повреждения электрической сети. Это сигнал серьезной опасности!

Большую опасность представляют оборванный провод линии электропередачи, лежащий на земле или бетонном полу. Проходя по участку вокруг провода, человек может оказаться под «шаговым напряжением». Под действием тока в ногах возникают судороги, человек падает, и цепь тока замыкается вдоль его тела через дыхательные мышцы и сердце. Поэтому, увидев оборванный провод, лежащий на земле, ни в коем случае не приближайтесь к нему на расстояние ближе 8 метров (20 шагов). Если вы все-таки попали в зону «шагового напряжения» нельзя отрывать подошвы от поверхности земли. Передвигаться следует в сторону удаления от провода «гусиным шагом» – пятка шагающей ноги, не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги.

Большую опасность представляют провода воздушных линий, расположенные в кроне деревьев или кустарников. Не прикасайтесь к таким деревьям и не раскачивайте их, особенно в сырую погоду! Многие полагают, что дерево – диэлектрик - не проводит ток, но, грубо говоря, на листве дерева есть капли воды, а вода является проводником электричества. Кроме того, очень опасно удить рыбу под линиями электропередач. Углепластиковые удилища тоже проводят ток, который может возникнуть в случае касания проводов. Не играйте рядом с линиями электропередачи, не разжигайте под ними костры, не складывайте рядом дрова, солому и другие легковоспламеняющиеся предметы!

Первое, что нужно сделать при поражении человека током – это устранить его источник, при этом обеспечив собственную безопасность. Нужно отключить электричество. Если человек прикоснулся к оголенному проводу, нужно неметаллической палкой отодвинуть провод от пострадавшего, либо перерубить провод топором с деревянной ручкой, либо обмотать руку сухой тканью и оттащить пострадавшего за одежду.

Если дыхание и пульс отсутствуют, сделайте искусственное дыхание. Если дыхание есть, но нет сознания, нужно перевернуть пострадавшего на бок и вызывать скорую помощь. На ладонях человека, который прикоснулся к проводу, остаются электрические ожоги – их всегда два – места входы и выхода. Место ожога нужно охладить под холодной водой в течение не менее 15 минут, затем наложить чистую тканевую повязку. Обрабатывать антисептиком ожоги не нужно!

Телефон службы спасения – 112.

Информация для учителей и воспитателей детских садов: методика занятия и вся полиграфическая продукция, которую вы можете использовать для самостоятельного проведения уроков по детской электробезопасности (плакаты, расписания уроков, раскраска и т.д.), доступна для свободного скачивания на сайте компании ОАО «МОЭСК».

Электричество, пожалуй, самое значимое открытие в истории человечества. Неведомая ранее сила существовала всегда и яркий пример тому – молния. Столкнувшись с этим явлением, ученые задавались вопросом – откуда взялось электричество и что это такое?

Изучение электричества продолжалось почти 2700 лет. С того самого момента, когда древний философ Фалес Милетский обнаружил притяжение мелких предметов янтарем, потертым о кусочек шерсти. Сегодня мы знаем, что электричество передается электронами – маленькими «шариками», бегущими по проводам.

Эксперимент: положите на стол мелкие кусочки бумаги, а затем возьмите простую пластиковую ручку и интенсивно потрите ее о кусочек шерсти или о волосы. Приблизив ручку к кусочкам бумаги, они просто начнут прилипать к ней. Это и есть притяжение, возникшее в следствии статического заряда.

В процессе исследований ученые задавались вопросом – откуда берется электричество, и находили все новые источники. В природе атмосферное электричество носит статический характер. Мельчайшие капельки воды, из которых состоят облака, трутся друг о друга. В результате трения накапливают заряд и в конечном итоге разряжаются друг в друга или в землю в виде молнии.

Электростатическая машина

Принцип ее действия основан все на том же трении, а современные электростатические машины демонстрируют на уроках физики. Первая такая машина появилась еще в 1663 году. Тогда ученые заметили, что при трении стекла о шелк возникает один заряд, а при трении смолы о шерсть ‒ другой. Противоположные заряды тогда называли «стеклянным и смоляным электричеством». Сегодня мы знаем, что это положительный (+) и отрицательный (-) заряды.

Накапливали эти заряды в лейденской банке. Это был первый конденсатор, который представлял собой стеклянную банку, обмотанную фольгой и заполненную соленой водой. Вода накапливала один заряд, а фольга ‒ второй. При сближении контактов между ними проскакивает искра, являя собой маленькую модель молнии.

Сегодня это обычная батарейка – источник постоянного тока. Электроток в батарейке появляется в результате химической реакции. Получить его можно и в домашних условиях. В стакан с уксусом опустите простой гвоздь, а рядом ‒ медную проволоку. Вот и все ‒ батарейка готова. Первый гальванический элемент создал выдающийся физик Вольт. Он взял цинковые и серебряные кружочки и, чередуя их по очереди, переложил бумажками, промоченными в соленой воде. Однако подсказкой для Вольта стал эксперимент профессора медицины Гальвани. Ученый, изучая анатомию, подвесил лягушечью лапку на медном крючке, а когда прикоснулся к ней стальным предметом лапка дёрнулась. Понадобилось более 10 лет, чтобы разгадать загадку откуда появилось электричество, но в итоге Вольт определил, что оно возникло в процессе взаимодействия разных металлов.

Генератор

Первый генератор был создан в 1831 году известным физиком Фарадеем. Принцип основан на связи электричества и магнетизма. Ученый намотал на катушку провод и, когда двигал внутри катушки магнит, в обмотке появлялось электрический ток. Тот же принцип сохраняется в современных динамо-машинах. Такие устройства устанавливают на переднее колесо велосипеда и подключают к фаре. В корпусе находится катушка, а в середине вращается постоянный магнит. Современные промышленные генераторы, работающие на электростанциях, устроены сложнее. В них постоянный магнит заменили катушкой возбуждения, то есть электромагнитом, а в остальном работает все тот же принцип, открытый Фарадеем.

Как уже упоминалось, электричество передается электронами. Для того чтобы электроны начали перемещаться по проводам, им нужна дополнительная энергия. В простых генераторах они получают эту энергию от магнитного поля, а вот в солнечных батареях ‒ от света. Маленькие частички света – фотоны, попадают на специальную матрицу, которая под воздействием света начинает отдавать электроны и возникает электрический ток.

Современное электричество

Сегодня без электричества трудно представить существование человечества. К тому же с ростом технологических мощностей одним из актуальных вопросов становится ‒ откуда брать электричество. Поэтому в мире строятся и работают множество различных электростанций. Не считая солнечные, все остальные производят электрический ток с помощью генераторов, а вот вращаются эти генераторы благодаря различным силам.

Принцип работы различных видов электростанций:

гидроэлектростанция – вращение происходит за счет прохождения потока воды через турбину (лопасти);
ветряная электростанция – вращение происходит за счет ветра, раскручивающего лопасти пропеллера;
теплоэлектростанция – сжигается топливо, нагревая воду и превращая ее в пар. В свою очередь, пар под давлением проходит через турбину и вращает лопасти, а вращение передается генератору;
атомная электростанция – принцип тот же, что и у тепловой, только вода нагревается не сгоранием топлива, а замедленной ядерной реакцией.

Вот откуда в наш дом приходит электричество. Правда на своем пути стремительные электроны проходят еще много различных установок, электрических станций и подстанций, где преобразовывается напряжение, распределяется мощность и др. Объяснить для детей откуда берется электричество можно проще, сказав, что это невидимая сила, получаемая из самой природы – течения рек, дуновения ветра, огня. При этом обязательно нужно предупредить, что электрический ток – опасен и не прощает шалостей, поэтому от розеток лучше держаться подальше.

Ноль

В обыкновенной розетке присутствует 2 контакта – фаза и ноль. Откуда берется ноль в электричестве, если плюс и минус являются переменными фазы? Каждый генератор на электростанции имеет 3 обмотки и в каждой генерируется отдельная фаза. Фазы обозначают латинскими буквами А, В и С. Концы всех 3-х обмоток замкнуты, а вторые концы – источники фаз. Точка замыкания обмоток и является нулем. Таким образом, ток от любой из обмоток, проходящий через нагрузку, возвращается в нулевую точку. Дополнительно в щитовой дома ноль заземляется, а схема называется «глухозаземленная нейтраль». При воздушной ЛЭП нулевой провод заземляется на опорах. Это сделано, чтобы при коротком замыкании ток достиг максимума, достаточного для срабатывания отсекающей автоматики. К тому же если на основном нулевом проводе произойдет обрыв, земля сработает как коллектор и аварии не произойдет.

На некоторых промышленных электроустановках выполняется изолированная нейтраль, так как это предусмотрено эксплуатационными особенностями самой установки. В домах же ноль обязательно заземляется.

Анна Юняткина

Так была выбрана тема для моего первого настоящего исследования !

У меня часто возникали вопросы : Как электричество заставляет гореть лапочки? Откуда берется электрический ток в розетке ? Как мои игрушки работают от батарейки , откуда в батарейке электричество ? И в чем разница между электрическим током и электричеством ?

И вот в конце первого учебного полугодия в рабочей тетради по «Окружающему миру» задание : «Соберите электрическую цепь и зарисуйте ее » . Папа с удовольствием согласился купить необходимый для этого «Электрический конструктор » . Когда цепь была собрана, он рассказал мне, как по ней движется электрический ток . И мне стало интересно, почему батарейку я свободно беру в руки, и ток не приносит мне вреда, а вот в розетку пальцы засовывать нельзя, током убьет?

После этого я для себя точно решила, что обязательно должна разобраться с возникающими у меня вопросами, про электричество и ток ! Что и послужило основанием для выбора темы исследования .

Гипотеза : Ток в электрической цепи бывает разным .

Для того чтобы проверить свою гипотезу мной была определена цель исследований и проведен ряд опытов.

Цель : Изучить электрические цепи с разными видами тока.

Для достижения поставленной цели мной по порядку были изучены все интересовавшие меня выше вопросы. Задачи :

1. Изучить природу .

2. Ознакомиться с принципом работы батарейки .

3. Узнать, как .

Для их решения я выполнила следующую работу :

1) спросила у папы и провела с ним опыты;

2) прочитала детские энциклопедии ;

4) искала информацию в Интернете;

5) просматривала познавательные мультфильмы про электричество .

Методы и приемы исследования : наблюдение, эксперимент.

Оборудование : Электрический конструктор , мультиметр.

Практическая значимость : результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире , помогут в повседневной жизни.

Результат работы представлен в виде презентации.

1. Природа электричества и электрического тока

Из мультфильма «Смешарики : Пин-Код : Электробитва » мне было уже известно, что еще в древней Греции греками было замечено : если янтарь потереть о шерсть, он начнёт притягивать к себе лёгкие предметы, находящиеся поблизости. Силу, притягивающую к себе предметы греки стали называть электричеством . Янтарь по-древнегречески называется электроном . От «электрона » - янтаря образовали слово электричество . Это первое знакомство людей с электричеством .

Сейчас ученые доказали : «Все, что нас окружает, состоит из элементарных частиц : протонов и электронов , у которых есть удивительное свойство, они имеют электрический заряд ».

Рис. 1. Протон и электрон

Протон – это положительно, а электрон отрицательно заряженная частица (рис. 1,2) .

Рис. 2. Протон и электрон

Электроны и протоны притягиваются друг к другу и образуют конструкцию под названием атом. Протоны находятся в ядре атома, вокруг протонов вращаются электроны (рис. 3) .

Рис. 3. Атом

При трении янтаря о шерсть частицы с атомов шерсти перескакивают на атомы янтаря (рис. 4) .

Рис. 4. Что происходит при трении

В результате чего шерсть потеряв часть своих электронов становиться заряжена положительно, а янтарь отрицательно. Отрицательно и положительно заряженные атомы начинают притягиваться друг к другу (рис. 5) . Такой вид электричества называется статическим.

Рис. 5. Статическое электричество

Если у одних атомов электронов переизбыток , то под действием электрических сил они устремляются туда, где электронов не хватает . Такой поток электронов и называется электрический ток (рис. 6) .

Рис. 6. Электрический ток

Я попробовала повторить рассказанный в мультфильме пример (рис. 7) .

Рис. 7. Опыт с янтарем

Потом я провела такой же опыт с линейкой : потерла линейку о шерсть, и кусочки бумаги притянулась к ней (рис. 8) .

Рис. 8. Опыт с линейкой

В моем опыте электроны с линейки «перескочили» на шерсть, и линейка притянула к себе бумагу, пытаясь «захватить» с нее электроны .

Я сделала вывод, что янтарь и линейка наэлектризовались , в результате чего возникло статическое электричество .

Выводы :

1) Одинаковые заряды отталкиваются, разные – притягиваются. Одинаково заряженные тела отталкиваются, противоположно заряженные – притягиваются.

2) Электричество получаемое в результате потери баланса положительно и отрицательно заряженных частиц называется статическим.

3) Когда много-много электронов «бегут» по проводнику в одном направлении, возникает электрический ток .

4) Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.

2. Ознакомиться с принципом работы батарейки

Электричество может возникнуть не только при трении. Причиной возникновения тока может быть химическая реакция. Так устроены привычные нам батарейки.

Первая электрическая батарейка появилась в 1799 году. Её изобрел Алессандро Вольта (рис. 9) . Он же изобретатель источника постоянного электрического тока .

Рис. 9. Алессандро Вольта (1745 – 1827)

Батарейки бывают круглые, квадратные (рис. 10) .

Рис. 10. Разновидности батареек

Я рассмотрела строение и расскажу вам про пальчиковую батарейку. Её назвали так, потому что она похожа на пальчик. Снаружи я увидела, что с одного конца батарейки стоит знак «плюс» , а с другого «минус» (рис. 11) .

Рис. 11. Пальчиковая батарейка

Внутри современной батарейки два цилиндрика (анод +; катод -, вставленные один в другой. Между цилиндриками (плюсом и минусом) - специальный барьер (сепаратор, раствор или паста (рис. 12) .

Рис. 12. Строение обычной батарейки

От одного цилиндрика к другому и течет электрический ток (рис. 13) .

Рис. 13. Принцип работы батарейки

Например, от одного цилиндрика по проводу ток идет в лампочку и дальше по проводу подходит к другому цилиндрику (рис. 14) .

Рис. 14. Электро-схема

Для наглядности я с папой собрала, показанную выше, электрическую цепь . На рисунке 15 представлен результат проведенного опыта.

Рис. 15. Электрическая цепь в действии

Мы с папой попытались в домашних условиях сделать свою батарейку (рис. 16) .

Рис. 16. Батарейка своими руками

Для этого нам понадобились (рис. 17) :

Прочное бумажное полотенце;

Пищевая фольга;

Ножницы;

Медные монеты;

Маленькая лампочка;

Два изолированных медных провода.

Рис. 17. Что нужно

Как проводился опыт :

1. Растворили в воде немного соли.

2. Нарезали бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет.

3. Намочили бумажные квадратики в соленой воде.

4. Положили друг на друга стопкой : медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу – монета.

5. Зачищенный конец одного провода подсунули под стопку, второй конец присоединил к лампочке. Один конец второго провода положили на стопку сверху, второй тоже присоединили к лампочке.

Лампочка не загорелась, зато загорелся диод (рис. 18) .

Рис. 18. Опыт с монетами

Диод горел еле-еле, и мы решили провести еще один опыт при помощи уксуса.

Для него нам потребовались (рис. 19) :

Уксусная кислота

Саморезы;

Медная проволка;

Маленькая лампочка;

Коробочки от «киндеров» ;

Изолированные провода.

Рис. 19. Что нужно

Как проводился опыт :

1. Соединили саморезы с медной проволокой (рис. 20) .

Рис. 20. Этап 1

2. Залили в «киндеры» уксус (рис. 21) .

Рис. 21. Этап 2

3. Вставили по очереди в коробочки от «киндеров» саморезы и медную проволку, так что бы в одном «киндере» была проволка, а в другом саморез (рис. 22) .

Рис. 22. Этап 3

4. Подсоединили один провод к саморезу, а второй к медной проволке (рис. 23) .

Рис. 23. Этап 4

5. Подсоединили провода к лампочке (рис. 24) .

Рис. 24. Этап 5

Лампочка не загорелась, а диод горел хорошо (рис. 25) .

Рис. 25. Этап 6

Так же ток возникает во фруктах и овощах. Я провела опыты с лимоном и картошкой.

В лимон и картошку воткнула медную и цинковую пластины и измерила напряжение вольтметром (рис. 26 и 27) .

Рис. 26. Опыт с лимоном

Рис. 27. Опыт с картошкой

Вольтметр показал, что и в лимоне и в картошке возник электрический ток с примерно одинаковым напряжением.

Трех лимонов мне оказалось достаточно, чтобы светодиод потихоньку загорелся без дополнительных источников тока. Добавив еще один лимон диод начал гореть в полную силу, но лампочка как и в предыдущих опытах не загорелась (рис. 28) .

Рис. 28. Опыт с лимоном

В опыте с картошкой, мы взяли 12 картофелин, но лампочка все равно не загорелась (рис. 29) .

Рис. 29. Опыт с картошкой

По проделанным опытам с лимоном и картошкой я сделала вывод, что электрический ток в овощах и фруктах появляется в результате химической реакции между металлом и содержащейся в овощах и фруктах кислотой.

Еще я узнала, как работает световой источник тока – солнечные батареи.

Солнечная батарея состоит из множества солнечных элементов, в каждом из которых энергия света непосредственно превращается в электрическую энергию . Это совсем несложно, только для изготовления солнечного элемента нужно найти вещество с подходящими свойствами.

Свет «выбивает» электроны из вещества , покрывающего пластины батареи и возникает электрический ток (рис. 30) .

Рис. 30. Солнечная батарея

Солнечная батарея есть у нас на даче, днем она накапливает электричество , а ночью начинает его отдавать (рис. 31) .

Рис. 31. Пример солнечной батареи

Пока на батарею попадают лучи солнца, бабочка не горит, а как только мы ее закрыли телефоном, она зажглась.

Еще солнечные батареи можно встретить дома в калькуляторах (рис. 32) .

Рис. 32. Калькуляторы с солнечной батареей

Вывод : Солнечные батареи не только производят электричество , но и накапливают его при помощи аккумулятора.

Таким образом, я пришла к выводу, что батарейки – это устройства, производящие электрическую энергию . Но одной батарейки недостаточно для того, чтобы лампочка или диод горели.

Для этого необходимо составить замкнутую электрическую цепь из электрических приборов . Папа научил меня собирать простейшую электрическую цепь .

Элементы электрической цепи соединяются проводами и подключаются к источнику питания.

Самая простая электрическая цепь состоит из :

1) источника тока;

2) потребителя электроэнергии (лампа, электробытовые приборы ) ;

3) замыкающего и размыкающего устройства (выключатель, кнопка) ;

4) соединительных проводов;

Чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь, называются электрическими схемами .

На электрических схемах все элементы электрической цепи имеют условное обозначение.

Вывод : если батарейка является частью электрической цепи , то поток электронов течет от отрицательного полюса батарейки к положительному через все элементы цепи .

Вот как работают мои игрушки !

3. Как электричество попадает в наш дом

Современному человеку электричество необходимо , чтобы работали станки на заводах , чтобы ездили поезда, трамваи. А дома - чтобы работали различные приборы , которые помогают быстро выполнить домашнюю работу . Но откуда и как к нам в дом приходит электричество ?

И вот что я узнала (рис. 33) :

1. Электричество для нашего дома производится на электростанции (ТЭЦ-17) .

3. Потом электричество попадает в трансформатор, что бы стать пригодным

для домашних электроприборов . попадает в наши дома

4. С трансформатора электричество по проводам приходит к нам в дом.

Рис. 33. Как электричество

Я попросила родителей показать мне, откуда и как (рис. 34) .

Рис. 34. Как электричество приходит в наш дом

Для получения такого большого количества электроэнергии строят электростанции .

Ток на электростанции получают с помощью особого устройства – генератора (рис. 35) .

Рис. 35. Генератор

Чтобы привести в действие генератор тока, используют разные виды энергии.

Тепловые получают энергию от сгорания топлива (газа, дизельного топлива или угля) . Такая станция есть у нас в городе Ступино (например, ТЭЦ-17) (рис. 36) .

Рис. 36. ТЭЦ-17 г. Ступино

На гидроэлектростанции для вращения турбины генератора используют энергию воды. Такую можно увидеть в городе Шатура (рис. 37) .

Рис. 37. Шатурская гидроэлектростанция

На атомной электростанции используют энергию тепла, выделяемой при ядерной реакции (рис. 38) .

Рис. 38. Ростовская атомная электростанция

А ещё есть ветровые электростанции (рис. 39, солнечные (рис. 40) и многие другие.

Рис. 39. Ветровая электростанция

Рис. 40. Солнечная электростанция

Когда вы нажимаете на выключатель лампы или какого-нибудь прибора, то электрический ток , пришедший от генератора, начинает течь по проводам, и прибор начинает действовать, а лампочка - светиться. Точно так же, как в моей электро-схеме (рис. 41) .

Рис. 41. Электрическая цепь работы лампочки

Производство электроэнергии требует больших затрат, поэтому очень важно беречь ее, не тратить зря.

Подведем итоги!

Почему же электричество опасно ? И почему батарейка для меня безвредна, а ток в розетке так опасен. Вот что я узнала :

Ток - это движение заряженных частиц в одном направлении. Частицы «бегут» не ровно, а колеблются (рис. 42) .

Рис. 42. Электрический ток

«Колеблются» слабо – напряжение маленькое (например, в батарейке) . «Удар» слабый (рис. 43) .

Рис. 43. Электрический ток в батарейке

Сильные колебания – напряжение большое. «Удар» сильный. При прикосновении к проводнику палец чувствует удар и боль (рис. 44) .

Рис. 44. Электрический ток в розетке

В розетке – 220 вольт, удар током приводит к травмам, ожогам и смерти.

Вот почему ток в розетке так опасен!

В результате всех проделанных исследований я сделала выводы :

1. Электричество - это общее название ВСЕХ явлений, так или иначе связанных со свойствами электрических зарядов .

2. Ток - это направленное движение электрических зарядов под действием сил электрической природы . То есть просто частный случай электричества .

3. Электричество в наш дом попадает по электрической цепи с электростанций .

4. Чем выше колебание частиц при движении, тем выше напряжение тока в цепи и опаснее его удар .

Будем бережно относиться к электричеству , будем помнить о той опасности, которую оно несёт в себе.

Источники :

1. Леенсон И. А. Загадочные заряды и магниты. Занимательное электричество . Изд-во : ОлмаМедиаГрупп, 2014 г;

2. http://www.kindergenii.ru ;

3. http://detskiychas.ru ;

4. http://www.kostyor.ru ;

5. http://pochemuha.ru ;

Если вы когда-нибудь смотрели на некое электронное устройство и задавались вопросом "Как оно работает?" и "Могу ли я сделать это сам?" - или если ваш ребенок уже вырос из электронного конструктора "Знаток" и готов двигаться дальше, книга "Электроника для детей" - то, что вам нужно, особенно таким дождливым летом, как нынешнее. Если вы в детстве с упоением разбирали радиоприемник, а сейчас ваш сын спрашивает, как устроен компьютер, эта книга для вас. Отрывок, который мы публикуем сегодня, даст детям первое представление об электричестве и поможет собрать первое собственное устройство - охранную сигнализацию.

Прежде чем мы приступим к опытам с электричеством - немного физики. Как электричество заставляет лампочку гореть? Здесь действует сочетание четырех понятий. Это:

Электроны
Напряжение
Сопротивление

Все, что нас окружает, состоит из атомов - частиц настолько малых, что разглядеть их можно только с помощью особого типа микроскопа. Но сами атомы состоят из еще меньших частиц - протонов, нейтронов и электронов.

Протоны и нейтроны образуют ядро атома (его центр), а электроны вращаются вокруг этого ядра, как планеты вокруг Солнца. Протоны и электроны несут электрические заряды, протоны имеют положительный заряд, а электроны - отрицательный.

Именно поэтому электроны удерживаются в атоме: положительный и отрицательный заряды притягивают друг друга подобно разноименным полюсам магнитов.

Некоторые вещества обладают проводимостью: если воздействовать на них энергией (например, запасенной в батарейке), то электроны в них начинают перемещаться от атома к атому!

Присоединив к лампочке батарейку, вы подали на нить лампочки напряжение. Это напряжение, измеряемое в вольтах (В или V), толкает электроны в одном направлении, заставляет их двигаться по нити. Чем оно выше, тем больше электронов будет передвигаться по нити.

Представьте себе нить в виде трубы, целиком заполненной шариками. Если с одного конца трубы втолкнуть шарик, с ее противоположного конца тут же без всякой задержки выпадет другой шарик.

Чем больше шариков вы будете заталкивать в один конец трубы, тем больше их будет выпадать из другого. Именно так ведут себя электроны в нити накаливания лампочки, когда на нее подается напряжение.

Электрический ток - это течение потока электронов по нити лампочки. Вы могли слышать слово течение применительно к реке: "У этой реки сильное течение". Это значит, что по реке протекает много воды. Электрический ток подобен этому течению: если говорят "сильный ток", это значит, что по проволоке протекает много электронов.

Сила тока измеряется в амперах (А). При увеличении напряжения в цепи увеличивается и сила тока. Как вода течет по склону под действием силы тяготения, так ток течет от положительного вывода батарейки (+) к отрицательному (-). При этом сами электроны движутся в противоположном направлении - от отрицательного вывода к положительному. Однако применительно к току всегда говорят, что он течет от плюса к минусу.

Напряжение заставляет электроны двигаться и тем самым создавать электрический ток, а сопротивление препятствует этому току. Это подобно игре с садовым шлангом: если сжать его, сопротивление потоку воды увеличится и поток ослабнет, т. е. воды станет протекать меньше. Но если открыть кран еще больше, увеличится давление (это будет подобно повышению напряжения), и поток воды увеличится, даже если шланг останется сжатым в той же степени. Сопротивление в электричестве действует подобно сжатию шланга, а измеряется оно в омах (Ом или Ω).

Теперь я объясню вам, как электроны, ток, напряжение и сопротивление действуют вместе, заставляя светиться лампочку.

Концы нити накаливания лампочки соединены с деталями ее цоколя: один - с боковой поверхностью его корпуса, другой - с центральным контактом. Когда вы присоединяете лампочку к батарейке, вы создаете то, что называется электрической цепью. Цепь - это путь, по которому ток может течь от плюса батарейки к минусу.

Создаваемое батарейкой напряжение заставляет электроны двигаться по цепи, частью которой является нить накаливания лампочки. Нить обладает сопротивлением, ограничивающим силу тока в цепи. Когда электроны преодолевают сопротивление нити, она становится такой горячей, что начинает светиться, т.е. испускать свет.

Чтобы батарейка могла заставить электроны двигаться, цепь между ее выводами не должна иметь разрывов, т. е. должна быть замкнутой.

Чтобы электричество могло работать, всегда необходимы замкнутые цепи. Достаточно разомкнуть цепь - создать в ней хоть один разрыв в каком-либо месте, и лампочка сразу погаснет! Давайте рассмотрим электрические цепи более подробно.

Давайте продолжим рассматривать электричество, сравнивая его с течением воды в трубах. Представьте себе систему труб в виде замкнутой петли с насосом, которая целиком заполнена водой. В одном месте эта система имеет сужение.

Насос играет роль батарейки, которая питает цепь энергией. Сужение в трубе уменьшает поток воды. Так же действует сопротивление в электрической цепи.

Теперь вообразите, что вы можете ввести в эту систему труб некое измерительное устройство, которое позволит определять количество воды, протекающей через него за одну секунду. Обратите внимание, что здесь я говорю лишь о том, сколько воды протекает через одно случайно выбранное место в трубе, а не об общем количестве воды в трубах. Точно так же мы будем говорить о силе тока в цепи: сила тока - это количество электронов, протекающих через определенную точку цепи в секунду.

Вы пользуетесь выключателями каждый раз, когда зажигаете или гасите свет. Когда свет в комнате горит, выключатель составляет часть замкнутой цепи, раз по лампе проходит ток. Но что происходит, когда выключатель размыкают? Происходит то же самое, что при разъединении провода в цепи: ток через лампу прерывается, и лампа гаснет, так же как в разомкнутой цепи, показанной выше.

Вокруг себя вы можете найти самые разные выключатели, и это очень простые устройства. Они соединяют два провода, чтобы замкнуть цепь, и разъединяют их, чтобы разомкнуть ее. Даже зная лишь это, можно создавать неплохие схемы, чем мы и собираемся заняться.

Выключатель можно сделать из самых разных вещей - даже из двери. В этом проекте вы превратите дверь в огромный выключатель, чтобы создать охранную сигнализацию, которая будет издавать предупредительный сигнал каждый раз, когда кто-нибудь попытается войти в комнату.

Чтобы создать такую сигнализацию, нужно прикрепить к двери несколько проводов и полоску алюминиевой фольги таким образом, чтобы при закрытой двери цепь была разомкнутой и ничего не происходило, а при открывании двери цепь замыкалась, включая зуммер.

Над дверью мы повесим оголенный (неизолированный) провод, а на верхний край двери наклеим полоску фольги и соединим эти элементы с разными концами электрической цепи, в состав которой входит зуммер. При открывании двери свисающий оголенный провод коснется фольги и тем самым замкнет цепь, заставив зуммер звучать.

Материалы и инструменты:

Зуммер. Зуммеры бывают пассивными и активными. Пассивным нужен входной сигнал звуковой частоты, а активным - только напряжение. Для этого проекта вам понадобится активный зуммер, который работает от напряжения 9–12 В (например, KPIG2330E от KEPO. Подойдет также зуммер, который продается в магазинах автозапчастей под названием "Индикатор звуковой (повторитель)" или "Звуковой повторитель поворотов", рассчитанный на напряжение 12 В).
Стандартная батарейка 9 В для питания цепи.
Разъем для подключения батарейки к цепи (колодка или клемма для "Кроны" с проводами).
Алюминиевая фольга.
Неизолированный провод. Подойдут гибкая медная проволока без изоляции (не перепутайте с обмоточным эмалированным проводом, такой не годится), старая гитарная струна или что-нибудь подобное.
Лента для крепления всех элементов. Это может быть изолента, скотч и т.п.
Кусачки (бокорезы) для проволоки и удаления изоляции с проводов.
Ножницы (не обязательны). Ими удобно резать фольгу.

Шаг 1. Проверка зуммера. Прежде всего проверьте, работает ли зуммер. Прижмите его красный провод к положительному (+) выводу батарейки, а его черным проводом коснитесь ее отрицательного (-) вывода. Зуммер должен издать громкий звук. Если отсоединить любой из его проводов от батарейки, звук должен прекратиться, поскольку цепь будет разомкнута.

Шаг 2. Подготовка фольги. Отрежьте ножницами полоску фольги шириной около 2,5 см и длиной во всю ширину рулона.

Шаг 3. Закрепление фольги на двери. Закрепите оба конца полоски фольги на верхнем крае двери двумя кусочками клейкой ленты. Эта полоска будет служить контактом для проводов от батарейки и зуммера.

Шаг 4. Подготовка контактного провода. Возьмите кусок неизолированного провода длиной около 25 см.

Шаг 5. Соединение зуммера с контактным проводом. Соедините один конец контактного провода с оголенным концом черного провода разъема для подключения батарейки. Сделать это просто: скрутите вместе неизолированные концы этих проводов и обмотайте скрутку куском изоленты.

После этого тем же способом соедините красный провод разъема для подключения батарейки с красным проводом зуммера.

Шаг 6. Установка зуммера и контактного провода. Теперь установите зуммер и контактный провод над дверным проемом. Сначала клейкой лентой прикрепите контактный провод к притолоке двери таким образом, чтобы, когда дверь закрыта, он свисал перед дверью, а при ее открывании ложился на полоску фольги.

Теперь клейкой лентой закрепите над притолокой зуммер так, чтобы его черный провод мог касаться полоски фольги на двери. Неизолированный конец этого провода прикрепите клейкой лентой к фольге.

Шаг 7. Подключение источника питания. Закрепите над дверью батарейку и подключите к ней разъем. Теперь ваша сигнализация должна выглядеть примерно так:

Шаг 8. Проверка сигнализации. Проверьте работу сигнализации. При открывании двери оголенный контактный провод должен коснуться фольги на двери, включив тем самым зуммер, который издаст громкий звук. Чтобы проверка была более достоверной, попросите кого-нибудь другого открыть дверь.

Шаг 9. Если сигнализация не работает. Если при открывании двери зуммер не включается, надо попытаться отрегулировать положение контактного провода так, чтобы при открывании двери он точно касался фольги. Если касание происходит правильно, попробуйте заменить батарейку. Если и это не поможет, проверьте соединения проводов разъема батарейки с проводами схемы и, если понадобится, выполните их заново.

Комментировать статью "Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками"

Еще по теме "Физические опыты для детей - как сделать сигнализацию своими руками?":

Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. Домашние животные. 7я.ру - информационный проект по семейным вопросам: беременность и роды, воспитание детей, образование и карьера, домоводство, отдых, красота и здоровье, семейные...

Оплата электроэнергии в СНТ. Законы, права. Юридическая. Обсуждение юридических вопросов, консультации специалистов на темы наследства, недвижимости, оформления документов.

Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. часто горят утюги с раздельным регулятором пара-воды и температуры. ибо если убрать тем-ру на минимум, то вода не превращается в пар и льется вовнутрь, замыкая контакты...

Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. Как объяснить ребенку 4-х лет, что такое статическое электричество? Опытов куча, а вот внятного объяснения ни найти, ни выдумать пока не могу:-(18.11.2002 11:30:32, Ольга Оводова.

Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. ...цепь - создать в ней хоть один разрыв в каком-либо месте, и лампочка сразу погаснет! Проект: охранная сигнализация. Выключатель можно сделать из самых разных вещей - даже...

раз руками -ногами двигает может наш способ поможет. моя сама с места тоже не двигается. я стояю над ней на четвереньках и фиксирую своими руками -ногами ее руки -ноги соответвенно, сзади. т.е когда она сделает движение вперед Очень нужна детская трость для детей с дцп.

Дети с особенностями развития, инвалидность, уход, реабилитация, врач, больница, медикаменты. Ребёнок родился у нас недоношенный, чуть больше килограмма, сейчас 5 месяцев. Врачи говорят, что есть очень большой риск ДЦП (голову держит плохо, спастический...

Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. Если вы в детстве с упоением разбирали радиоприемник, а сейчас ваш сын спрашивает, как устроен компьютер, эта книга для вас. Отрывок, который мы публикуем сегодня, даст детям первое...

Мы сделали уже 6 операций (по Ульзибату) и единствено о чем я жалею, что не сделали первую раньше, тогда бы неправильный стереотип Внешне не очень заметно, просто правые рука и нога хуже работали. Гипсование при ДЦП. Опыт физической реабилитации ребенка с ДЦП.

" Сигнализация " для коляски:). Родительский опыт. Ребенок от 1 до 3. Воспитание ребенка от года до трех лет: закаливание и развитие " Сигнализация " для коляски:) Посоветуйте, вопрос из серии "ку-ку", извините, но реалии жизни заставляют: Как оставить в подъезде детскую...

Соседи воруют электричество:((. Серьезный вопрос. О своем, о девичьем. Электричество стоит не мильоны,тока если они,соседи:) там самогон не гонят,в промышленных масштабах:) 19.01.2006 18:33:05, Karolina. Наш ребёнок.

про электричество и лампы. итак, кому интересно - докладываю: вечером приехал мой брат, чуток все поковырял, отключил часть света в квартире (так,что мы с его женой могли Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. Электрический ток.

Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. Прежде чем мы приступим к опытам с электричеством - немного физики. Происходит то же самое, что при разъединении провода в цепи: ток через лампу прерывается, и лампа гаснет, так же как в...

Опыты по химии и физике. Естественные науки. Раннее развитие. Методики раннего развития: Монтессори, Доман, кубики Зайцева, обучение чтению, группы, занятия с детьми. Комментировать статью "Научные опыты с детьми: 5 домашних химических экспериментов ".

Домашние опыты: физика и химия для детей 6 -10 лет. Простые но впечатляющие химические опыты - покажите детям! Научные опыты с детьми: 5 домашних химических экспериментов. Домашние опыты по химии с детьми: как сделать клей своими руками дома.

Как объяснить ребенку 4-х лет, что такое статическое электричество? Вчера отмазалсь, доходчиво объяснить не удалось:(обещала, что подумаю и сегодня Опыты с электричеством для детей: охранная сигнализация своими руками. Как объяснить ребенку 4-х лет, что такое...

всякие физические опыты хорошо показывать. Самое время спросить у них, знают ли они, что обезьяны ногами пользуются так же как руками и если научить их рисовать Очень простой и известный фокус, но детей он радует невероятно.

Ребенок от 1 до 3. Воспитание ребенка от года до трех лет: закаливание и развитие, питание и болезни, режим дня и развитие бытовых навыков. Народ, кто-нибудь пользуется устройством - что-то типа рации, или микрофонов, чтобы слышать малыша из другой комнаты?

физические фокусы-2.. Ребенок от 3 до 7. Воспитание, питание, режим дня, посещение детского сада и взаимоотношения с воспитателями, болезни и физическое Опыт по физике для детей: как доказать вращение Земли. А еще лучше вместе сделать физические опыты.

Опыты с детьми в домашних условиях. Занимательные эксперименты с детьми. Домашние опыты от MEL Chemistry: химические опыты и эксперименты для детей. Для минимальной, но такой же зрелищной фараоновой змеи нужно всего лишь зайти в аптеку, а затем в магазин...

Электричество окружает детей повсюду: дома, на улице, в детсаду, в игрушках и бытовых приборах - сложно вспомнить сферу жизнедеятельности человека, где обходились бы без тока. А потому интерес детей к данной теме вполне объясним. Хотя рассказ о свойствах электричества - не только вопрос любознательности, но и… безопасности малыша!

В 2-3 года у маленького человечка начинается период, когда ему интересно все. Что это, зачем, как работает, почему оно такое, а не иное, как этим пользуются, чем полезно или вредно - миллион вопросов в сутки папе и маме гарантирован. Причем сфера интересов «почемучки» обширна: его волнуют как приземленные темы (вроде того, или ), так и возвышенные ( , ). И расспросы об электричестве также естественны. Что такое ток, откуда берется и куда пропадает, когда щелкаем выключателем? Почему от электричества светится лампочка, и работает телевизор? Как папин или его работают без провода к розетке? Чем так опасен ток, что родители запрещают даже приближаться к этой розетке? Вариантов не счесть! Конечно, можно отмахнуться от них, сказав, что ребенок еще мал, чтобы понять эту тему (с точки зрения науки, электричество столь сложное понятие, о котором можно рассуждать не раньше 12-14 лет). Но такой подход ошибочен. Причем с точки зрения и воспитания, и безопасности. Пусть малыш не разберется в физике процесса, но знать суть электротока и относиться к нему с должным уважением ему вполне под силу.

Электричество: пчелы или электроны?

Итак, начнем с базового вопроса: что такое электричество? В общении с ребенком 2-3 лет возможно несколько подходов. Первый: игровой. Можно рассказать малышу, что внутри проводов живут, например, маленькие пчелы или муравьи, фактически невидимые человеческому глазу. И когда электроприбор выключен, они там покоятся, отдыхают. Но стоит подключить его к розетке (либо нажать на выключатель, если он соединен с сетью), как они начинают трудиться: бегать либо летать внутри провода вперед и назад без устали! И от такого их движения вырабатывается энергия, зажигающая лампочку или позволяющая работать тем или иным приборам. Причем количество таких пчелок-муравьишек в проводе может быть разным. Чем их больше и чем активнее они двигаются, тем выше сила тока - а значит, тем больший механизм они могут запустить. Проще говоря, чтобы светилась лампочка в карманном фонарике, нужно совсем мало таких «помощников», а чтобы осветить дом - нужно иметь запас электричества намного, намного больше. И тут важно подчеркнуть: такие пчелы хоть и работают на пользу людей, но могут серьезно обидеться, если к ним относиться небрежно. Причем обидой дело не ограничится - они могут и больно-больно укусить (и чем больше пчелок, тем сильнее будет укус). А потому нельзя лезть в розетку или разбирать электроприбор, а также касаться оголенных проводов у подключенных приборов - пчелам может не понравиться, что кто-то пытается мешать им работать…

Если же вам такой подход не по душе, вы предпочитаете отвечать ребенку на его вопросы с полной серьезностью, тогда можно рассказать о физическом явлении электричества, только адаптировав его для маленького человечка. Поясните, что внутри металлических проводов есть микрочастицы - электроны. Они, с одной стороны, настолько мелкие, что их даже в микроскоп невозможно рассмотреть, а с другой - их очень много. В обычном состоянии они находятся на одном месте и ничего не делают. Но когда включаете прибор, электроны начинают с большой скоростью передвигаться внутри проводов. Это движение и рождает энергию электричества. Чтобы малышу было понятно, как такое возможно, можно сравнить это с водой в трубах - не зря же говорят, что ток по проводам течет. Словно капли жидкости в трубочке, подталкивающие друг друга, следующие одна за другой, бегущие, пока не перекрыт вентиль, электроны действуют точно так - только у них вместо вентиля выключатель. А еще от прямого контакта с электронами, в отличие от воды, вы не намокаете, а получаете электрический удар. Это самый настоящий удар: ведь электронов очень много и они бегут с огромной скоростью. А потому, если встать у них на пути, они бьются в кожу с большой силой, что, конечно, очень больно. Поэтому, если прибор включен в розетку или оголился провод (что по сути равноценно разрыву трубы, когда вода вытекает наружу: и чем больше воды, тем сильнее ее напор), нельзя мешать ему. Пусть электроны тратят энергию на лампочку, а не на то, чтобы потратить ее, обидев малыша!

Демонстрируйте электроток на примерах

Какой бы подход в рассказе об электричестве вы ни выбрали, логичным для детей выступает следующий вопрос: а почему при включении прибора пчелы или электроны начинают в проводе двигаться, что их заставляет делать это? В таком случае надо в общих чертах рассказать о строении электросети, и желательно делать это с приведением наглядных примеров из окружающей жизни либо на фото- и видеоматериалах. Расскажите, что все-все провода в доме сходятся в один кабель, вмещающий нужное для жилья количество электронов/пчел. Далее он выходит на улицу и, опираясь на столбы, ведет к фабрике, где и производят эти частицы, - такой завод называют электростанцией. О том, как их производят (сжиганием угля, от привода на гидроэлектростанции или ветряках, от солнечных батарей), можно рассказать по желанию, если ребенок проявляет к этому интерес. Но обычно в 2-3 года хватает понятия, что есть такая фабрика, где делают «электрических пчел» или электроны. Хотя никто не запрещает провести вам с ребенком маленький, но наглядный эксперимент. Вам понадобится простейшая динамо-машина: с лампочкой и ручкой, от вращения которой светится лампочка. Малыш наверняка придет в восторг, видя, что может производить собственными руками электричество! Причем стоит ему перестать вращать рукоятку, и лампочка сразу гаснет - очень наглядно и просто.

Экспериментальная практика вообще крайне полезна - особенно в тех вопросах, где надо показать, что ток опасен. Для этого вам понадобится несколько батареек и пара лампочек. Вначале поясните, что батарейка - это такой маленький запас электричества: как консервы с едой, в которых припасено электронов для питания приборов на какое-то время. А потом покажите, как она работает: установили ее в игрушку и телефон, они работают. Закончился заряд пчелок/электронов - прибор выключился: и нужны или новые батарейки, или зарядить старые, «залив» из розетки партию «помощников» (подчеркните, что заряжать можно не все, а только батареи, называемые аккумуляторами). Теперь переходите к экспериментам. Возьмите батарейку на 9 В (ту, что принято именовать кроной) и предложите малышу прикоснуться одновременно к обоим контактам языком. Легкое жжение, которое почувствует, и есть проявление электрического удара - только слабым, ведь в батарейке пчелок или электронов очень мало. А в розетке их на порядок больше, а удар в десятки раз сильнее и больнее. Конечно, немалое количество детей захочет убедиться в этом. Потому нужен иной эксперимент: с парой разных лампочек - на 4,5 В и 9 В. Подключите ко все той же батарейке последнюю - она светится. А затем присоедините ту, что рассчитана на меньшее напряжение, - и она перегорит, причем эффектно: с хлопком, вспышкой и почерневшим изнутри стеклом… Объясните, что для столь маленькой лампочки электронов в батарее слишком много, либо что пчелам не понравилось, что с ними играют без толку, и они испортили ее. Так и в розетке для человека - тока много или пчелы обидятся, и он может сильно пострадать.

Научите аккуратному обращению с электричеством!

Только помните: ваша цель - не запугать ребенка. Если в этом вопросе перегнете палку, велик риск, что в душе малыша поселится страх перед электричеством. Он будет панически бояться его, ему будет сложно пользоваться электроприборами, он будет их избегать и стараться сам их не включать. Правильнее не напугать, а научить аккуратности и бережливому отношению к току. Потому рассказывайте про риски, но не приукрашайте чрез меры все детали.

Для обучения обращению с электричеством уделите внимание на эти пункты:

нельзя включать любые электроприборы в доме без разрешения взрослых, они должны знать, что малыш включает и выключает телевизор, или другой крупный электроприбор;

недопустимо разбирать электрические приборы, даже если они отключены от розетки или малышу кажется, что требуется заменить какую-то деталь - например, перегоревшую лампочку в ;

нужно сразу же сообщать взрослым о любой проблеме с электроприбором: если перестал работать, начал неприятно пахнуть, дымиться или искрить, если разбился его корпус или порвался провод;

ни в коем случае нельзя мочить электроприбор или провода - вода, с одной стороны, может вывести его из строя, а с другой, является хорошим проводником для тока, а потому через нее может пойти электроудар;

обращаться с электроприборами надо аккуратно, не бросать их и не бить, все провода надо скручивать бережно, без изломов, а вытягивать их из розетки нужно не резко и не за провод, а плавно и за защитный штепсель;

на улице нельзя подходить к висящим со столба или торчащим из земли оборванным проводам и тем более касаться их, запрещено открывать дверцы трансформаторных будок и электрощитков;

покажите ребенку общепринятые символы электричества, которые должны сказать ему, что приближаться к обозначенным ими предметам и строениям без ведома взрослых не стоит ни при каких обстоятельствах.

И не забудьте к любопытству ребенка. Как бы вы ему ни втолковывали правила безопасности, он в любом случае осознанно или нет, малыш хоть раз попытается залезть в розетку, порвать провод и разбить электроприбор. Потому различные приспособления, от заглушек до специальных креплений для кабелей, жизненно необходимы!

А ваш ребенок уже знает про пользу и опасность электричества?

7 67468
Оставить комментарии 7