Шығармашылық жобаны зерттеу
Аннотация
Бұл шығармашылық-зерттеу жобасы гальвандық элементтер туралы толық әрі түсінікті мәлімет беруге бағытталған. Жоба барысында бұрын қолданылған тұрмыстық және құрылыс қалдық материалдарын кәдеге жаратып, макет құрастыру, дәнекерлеу және электрлік монтаждау дағдыларын дамыту көзделеді.
Болжам
Технология пәнінен алған теориялық және практикалық білімімізді өз бетімізше ізденіспен толықтырып, шығармашылық жоба барысында дамытсақ, жеке қабілеттеріміз ашылады, шығармашылық ой-өрісіміз кеңейеді және шеберлігіміз артады.
Негізгі идея
Қоршаған ортаға зияны аз, сумен жұмыс істейтін гальвандық элементтің макетін жасап, оны тұрмыста қолданудың мүмкіндігін көрсету. Сонымен қатар қалдық материалдарға «екінші өмір» беріп, ысырапшылықтың алдын алу.
Жобаның мақсаты
-
1) Теорияны практикамен ұштастыру
Шығармашылық жобаны орындау арқылы технология пәнінен алған білімді практикада қолдану, өздігінен жұмыс жүргізуді үйрену, жаңашылдыққа, табандылыққа және еңбексүйгіштікке баулу.
-
2) Экологиялық қауіпсіз шешім ұсыну
Жасыл энергияға жақын, қоршаған ортаны ластамайтын, сумен жұмыс істейтін гальвандық элемент макетін дайындау арқылы қиялды іске асыруға ынталандыру.
-
3) Қайта өңдеу мәдениетін қалыптастыру
Тұрмыстық және құрылыс қалдықтарын қайта өңдеп, оларды пайдалы бұйымға айналдыру арқылы ысырапшылықты азайту және табиғатты ластанудан қорғауға үлес қосу.
Жобаны орындау реттілігі
Жұмысты жүйелі жоспарлау және нәтижені дәлелмен қорғау
-
1
Зерттеу
Шығармашылық жобаның тақырыбын зерттеу (сызбаға сүйене отырып).
-
2
Ақпарат жинақтау
Ғаламтор, БАҚ және кітапхана арқылы дереккөздермен жұмыс.
-
3
Материалдарды анықтау
Бұйымға қажет материалдардың тізімін нақтылау.
-
4
Құрал-сайман таңдау
Қажетті құралдар мен айла-бұйымдарды іріктеу.
-
5
Жұмыс орны және қауіпсіздік
Жұмыс орнын ұйымдастыру, техника қауіпсіздігі ережелерін сақтау.
-
6
Эскиз және өлшем
Құрамдас бөліктерді ойластыру, өлшемдерін анықтау, эскиз дайындау.
-
7
Шығынды есептеу
Материал шығындарын және өзіндік құнын есептеу.
-
8
Технологиялық карта
Дайындау реттілігін зерделеп, технологиялық картасын құрастыру.
-
9
Дайындау
Технологиялық карта бойынша бұйымды жасау.
-
10
Талдау және қорытынды
Зерттеу әдістерімен нәтижені талқылап, қорытынды шығару.
Кіріспе
Қазіргі таңда электр энергиясы өнеркәсіпте, көлікте, ауыл шаруашылығында және тұрмыста кеңінен қолданылады. Электр қуаты көздеріне электр стансаларындағы генераторлар, аккумулятор батареялары мен гальвандық элементтер, сондай-ақ күн батареялары жатады.
Электр стансаларында генераторлар жылу энергиясын, судың потенциалдық энергиясын, желдің кинетикалық энергиясын және басқа да энергия түрлерін электр энергиясына түрлендіреді. Генераторлар негізінен айнымалы ток өндіреді.
Ал аккумулятор батареялары, гальвандық элементтер және күн батареялары химиялық реакциялар мен жарық энергиясын тұрақты токқа айналдырады. Тұрақты токтың тұрмыста және шағын құрылғыларда қолданылуы өте кең.
Неге балама энергия маңызды?
Бүгінгі әлем энергетикасы көбіне жаңартылмайтын ресурстарға (мұнай, газ, көмір) тәуелді. Оларды көп қолдану қоршаған ортаның ластануына және экологиялық жағдайдың нашарлауына әкеледі. Сондықтан табиғатқа және адам өміріне зияны аз балама энергия көздерін дамыту — өзекті мәселе.
Табиғи ресурстар шектеулі болғандықтан, оларды үнемдеу және қайталама шикізатты қолдану қажеттілігі артып келеді. Көптеген мемлекеттер энергия мен шикізатты үнемдеу бағытында жүйелі жұмыстар жүргізуде.
Қазақстанның мұнай, газ, металл және минералдық ресурстарды өндірудегі үлесі жоғары болғанымен, энергетикалық және шикізат мәселелері туындауы мүмкін. Мұндай тәуекелдерді азайтудың тиімді жолдарының бірі — балама энергия көздерін кеңінен пайдалану.
Энергияның балама көздері
- Күн энергиясы
- Жел энергиясы
- Тасқын (гидро) энергиясы
- Жердің тереңдік энергиясы
- Биомасса отыны
- Геотермалдық энергия
Мемлекетімізде балама энергия көздерін қолдануға бағытталған шаралар жүргізіліп жатқандықтан, осы бағытқа өз үлесімді қосу мақсатында таза сумен жұмыс істейтін гальвандық элемент макетін жасап, оны тұрмыста қолдану мүмкіндігін қарастыруды жөн көрдім.
Гальвандық элементтің шығу тарихы
Әртүрлі металдардың жанасуы нәтижесінде электр тогының пайда болатынын алғаш байқаған — Болон университетінің (Италия) медицина профессоры әрі физиологы Луиджи Гальвани. 1786 жылы ол бақамен тәжірибе жүргізу кезінде қызықты құбылысты байқайды.
Гальвани жаңа ғана бөлінген бақаның сирағына мыс ілгек бекітіп, оны бақтағы темір торға іледі. Атмосфералық әсер байқалмағанымен, желден тербеліп тұрған бақаның табаны торға кездейсоқ тиген сәтте бұлшық еттері кенеттен жиырылады.
Ол тәжірибені үй ішінде қайталап, бақаның табанына темір пластинаны қойған кезде де бұлшық еттің жиырылуын қайта байқайды. Гальвани бұл құбылысты «жануарлық электр» әсері деп түсіндіреді.
Вольтаның түсіндірмесі
Бұл құбылыстың нақты себебін италиялық ғалым Алессандро Вольта анықтады. Оның қорытындысы бойынша, бұлшық еттің жиырылуы «жануарлық электрден» емес, екі түрлі металл өткізгіштердің жанасуы салдарынан пайда болатын электр тогының әсерінен болады.
Вольта тәжірибені тереңдетіп, электр өткізгіш сұйық ортада әртекті металдарды қолданса, бақасыз-ақ ток алуға болатынын көрсетеді. Ол күміс пен қалайыны жалғап, ұштарын тіліне тигізу арқылы токтың өткенін тілдегі қышқылдау-ащы дәм арқылы дәлелдейді.
Кейін Вольта екі әртүрлі тиынды тілінің үстіне және астына қойып, оларды өткізгішпен қосқанда да дәл сондай әсерді сезеді. Осы тәжірибелердің нәтижесінде 1800 жылы ол бірнеше ондаған жұп дөңгелек пластинаны (күміс пен мырыш) алып, арасына тұзды суға малынған қалың қағаз салып, бағана түрінде орналастырады. Сөйтіп тарихтағы алғашқы тұрақты ток көзін — «Вольта бағанын» жасайды.
Вольта бағаны француз ғалымдары алдында көрсетілгенде тәжірибеге Наполеон Бонапарт та қатысқаны айтылады. Бұл жаңалық үлкен әсер қалдырып, Вольта еңбегі жоғары бағаланған.
Химиялық ток көздері: негізгі түсініктер
Химиялық реакция арқылы жұмыс істейтін ток көздері химиялық ток көздері деп аталады. Оларға гальвандық элементтер және аккумуляторлар жатады.
-
Гальвандық элемент
Бір рет қолданылатын ток көзі. Ол Луиджи Гальванидің құрметіне аталған.
-
Аккумулятор
Зарядтап, бірнеше рет қайта пайдалануға болатын ток көзі.
Тізбек қалай жұмыс істейді?
Кез келген ток көзінде екі электрод болады: оң (+) және теріс (–). Арнайы ерітіндідегі химиялық реакциялар нәтижесінде электродтарда зарядтар пайда болады. Егер ток көзіне тұтынушы құрылғыны (мысалы, шам немесе радиоқондырғы) қосса, өткізгіштер арқылы ток жүріп, электр тізбегі құрылады.
Тұрақты ток жүруі үшін тізбек міндетті түрде тұйық болуы керек. Тізбек үзілсе — ток жүрмейді. Ажыратқыштар, батырмалар және кілттердің жұмысы осы қағидаға негізделген.