В честь окончания учебного года! Скидки до 50% на готовые материалы для учителей на каждый урок

СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Выбрать материалы

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Была в сети 17.06.2024 11:09

Богатова Наталья Александровна

Учитель начальных классов

8 лет

1 221

41 981

Подписчики

Подписки

Местоположение

Россия, Чебоксары

Специализация

Начальные классы

Обо мне Блог Файлы Тесты Галерея Активность Награды

Польза и вред статического электричества

Категория: Начальные классы

20.06.2022 19:55

Сейчас мы живем в век высоких технологий. У нас дома есть стиральная машина, люстры и настольные лампы, микроволновая печь, пылесос, мультиварка, компьютер, телевизор… Чтобы все это работало нужно электричество. Наша одежда и предметы вокруг нас часто электризуются. Что же такое статическое электричество? Как оно возникает? Пользу или вред приносит статическое электричество человеку? Можно ли самому получить статическое электричество?

Просмотр содержимого документа
«Польза и вред статического электричества»

ПОЛЬЗА И ВРЕД

СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Секция: «Физика и техника»

Содержание

Введение

Теоретическая часть
1. Что же такое статическое электричество?
2. Как оно возникает?
3. Пользу или вред приносит статическое электричество человеку?
4. Что такое электричество и электрический ток?
5. Можно ли самому получить статическое электричество?
6. Наносит ли вред статическое электричество здоровью человека?
Практическая часть

Опыт «Электризация шарика».
Опыт «Танцующие хлопья».
Опыт «Электризация воды».
Опыт «Электризация двух шариков».
Опыт с перцем и солью.
Опыты по определению электризации различных материалов.

Заключение

Использованная литература

Приложение

Актуальность работы заключается в том что, предметы и наша одежда часто электризуются. Что такое статическое электричество? Насколько оно вредно для человека? Может ли статическое электричество приносить пользу?

Цель исследования:

Изучить причину образования статического электричества.
Выяснить вред и пользу статического электричества.
Электризация различных материалов.
Влияние статического электричества на здоровье человека.

Объект исследования: статическое электричество.

Гипотезы: предположим, что статическое электричество возникает
в результате трения каких-то предметов;

возможно, оно приносит некоторую пользу;

возможно, оно приносит некоторый вред;

допустим, что оно очень вредно для организма человека.

Задачи исследования:

узнать, что собой представляет статическое электричество;
выяснить причины возникновения статического электричества;
выяснить какую пользу приносит статическое электричество;
выяснить какой вред приносит статическое электричество;
познакомить одноклассников с явлением «статическое электричество»;
наносит ли статическое электричество вред здоровью человека;
как можно снять заряд статического электричества с предмета или с тела человека.

Методы исследования:

подумал сам;
спросил у родителей, бабушки и дедушки;
изучил научную литературу;
поискал в интернете;
провел эксперименты и наблюдение.

Введение

Я спросил бабушку – почему свитер потрескивает, когда я его снимаю. Бабушка сказала, что в темноте еще будут видны и искры. Бабушка сказала, что это статическое электричество и принесла фильм с опытами по статическому электричеству. Я захотел повторить эти опыты с электроскопом. А еще я хотел выяснить, почему шарики в погремушке братишки при вращении прилипают к пластиковой стенке. Первым использованием статического электричества, скорее всего, было получение огня первобытным человеком, когда он два куска дерева или камня тер друг от друга и высекал искру. (Рис. 1)

Сейчас мы живем в век высоких технологий. У нас дома есть стиральная машина, люстры и настольные лампы, микроволновая печь, пылесос, мультиварка, компьютер, телевизор… Чтобы все это работало нужно электричество. (Рис. 2, 3, 4, 5) Наша одежда и предметы вокруг нас часто электризуются. Что же такое статическое электричество? Как оно возникает? Пользу или вред приносит статическое электричество человеку? Можно ли самому получить статическое электричество?

Слово «электричество» происходит от слова «электрон», которым древние греки называли янтарь.

Когда электризация тел вредна?

В текстильной промышленности нити прилипают к гребням чесальных машин, при этом путаются и часто рвутся. Наэлектризованную ткань потом трудно раскраивать, так как слои ткани прилипают друг к другу. Такая ткань, кроме того, сильно загрязняется вследствие притяжения к ней частичек мусора. (Рис. 22-23)

Когда электризация тел полезна: технологические процессы, основанные на электризации.

Порошковая покраска корпуса автомобиля или детали. Частицы порошка краски заряжаются с помощью трения о трубку отрицательно. Корпус автомобиля или деталь заряжают положительно. Частицы краски устремляются к положительно заряженной детали или корпусу автомобиля. Слой краски на них получается тонкий, очень гладкий и плотный. (Рис. 27 – 29)
Что такое электричество и электрический ток? Из энциклопедии и интернета я узнал, что все тела состоят из мельчайших частиц, которые называются атомы. В свою очередь, атомы состоят из ещё более мелких частиц – протонов, электронов и нейтронов.
Протоны и нейтроны в атоме находятся в неподвижном состоянии и представляют собой ядро атома. Электроны, напротив, постоянно вращаются вокруг ядра атома. (Рис. 30-31).
Протоны имеют положительный заряд и обозначается знаком плюс (+). Электроны имеют отрицательный заряд и обозначаются знаком минус (-). Нейтроны не имеют заряда. (Рис. 32-33).
Атом содержит одинаковое количество протонов и электронов. Положительные заряды уравновешиваются отрицательными. Такой атом не заряжен и называется нейтральным. (Рис. 34-35)
Предположим, что атом потерял электроны. Когда в атоме электронов меньше, чем протонов, то такой атом заряжен положительно. (Рис. 36-37)
Но атом помет захватить электроны. Когда в атоме электронов больше, чем протонов, то такой атом заряжен отрицательно. (Рис. 38-39)
Заряженные атомы с противоположными знаками притягиваются. Заряженные атомы с одноимёнными знаками отталкиваются. Когда атомы отнимают электроны друг у друга, появляется электрический ток. (Рис. 40-41)
Что такое электрический ток? Если же электроны не перебегают от одного атома к другому, то электрический ток как бы спит. Такой электрический ток называется статическим электричеством. А предмет на котором накапливается статическое электричество электризуется.

Опыт «Электризация шарика»

Незаряженный (нейтральный) шарик не прилипает к стене. Потер шарик о жилет из козьей шерсти. Пух на жилете встал дыбом. Шарик стал прилипать к стене. После натирания шарика о шерсть на нем накапливаются электроны, сбежавшие с шерсти, то есть на шарике накапливается статическое электричество. Стена не заряжена и она пытается отнять лишние электроны у шарика. Поэтому шарик притягиваться стеной. Так я смог получить заряд статического электричества с помощью трения. (Рис. 42, 43, 44)

Опыт «Танцующие хлопья»

Опыт «Электризация воды»

Потер шарик о жилет. Включил воду небольшой струйкой и поднес шарик. Вода отклонилась в сторону шарика. Это доказывает, что электризуются не только твердые вещества, но и жидкости.

Насыпал хлопья на доску. Натер шарик о жилет. Поднес шарик к хлопьям. Хлопья стали подпрыгивать и налипать на шарик. Наэлектризованный шарик притягивал хлопья.

Это доказывает, что электризуются не только твердые вещества, но и жидкости.

Статическое электричество — это электрический заряд, возникающий сам по себе, при трении различных поверхностей. Появляется этот заряд практически на любом материале, но слабее или сильнее, зависит от расположения трущихся материалов в Трибоэлектрической шкале. Тот из них, что расположен в ряду выше, заряжается положительно, а тот из них, что расположен в ряду ниже, заряжается отрицательно. Чем более разнесены трущиеся материалы по шкале, тем они сильнее заряжается.

Опыт «Электризация двух шариков»

Связал два шарика одной ниткой. Потер сначала один шарик, затем другой. Оба шарики наэлектризованы. Взял за середину нити. Шарики стали отталкиваться друг от друга, словно танцевать. Вставил лист бумаги между шариками, шарики прилипли к листу бумаги. Вытащил бумагу, шарики снова разлетелись в разные стороны. Этот опыт доказывает, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Это происходит потому, что предметы, наэлектризованные одинаково, приобретают одинаковый заряд. А так как одноимённые заряды отталкиваются, то шарики, оба имеющие отрицательный заряд, удаляются друг от друга. Лист бумаги не наэлектризован, он имеет одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов. Согласно Трибометрической шкале, бумага заряжается положительно, поэтому она с удовольствием отдает свои электроны заряженным отрицательно шарикам, притягивая их к себе. (Рис. 45-46)

Опыт с перцем и солью

В интернете я прочитал, что с помощью статического электричества можно разделить перец и соль, так как перец и соль заряжаются противоположными зарядами. Насыпал соль и перец на доску и перемешал. Потер шарик о жилет и поднес к смеси перца и соли. Соль и перец, потрескивая, стали вместе прилипать на шарик. Хуже прилипали крупные кристаллы соли, а мелкие прилипали также как и частички перца. Опыт показал, что перец и соль заряжаются одинаковыми зарядами и их нельзя разделить с помощью статического электричества. (Рис. 47-48)

Наверное, все замечали, что когда мы снимаем с себя свитер, в тишине раздаётся треск. А если снимать шерстяную или синтетическую одежду в темноте, то можно заметить, как этот треск сопровождается искорками. Но трещит и искрится наша одежда лишь тогда, когда мы, снимая её, заставляем тереться и скользить по телу. Снятый свитер притягивается к оставшейся на нас футболке или рубашке, а волосы встают дыбом. Их тянет друг к другу статическое электричество. (Рис. 49)

Наносит ли вред статическое электричество здоровью человека?

Как же выяснить какие ткани электризуются и наносят вред здоровью человека?

В интернете мы с бабушкой нашли патент на изобретение, которое дает возможность определить заряд статического электричества при трении тканей. Но для этого нужен электроскоп. (Рис. 50-51). Сначала надо было сделать электроскоп и проверить его работу (Рис.67)

Теперь надо подобрать образцы материалов, из которого шьют

постельное белье и одежду. (Рис. 68)

Чтобы можно было закрепить образцы на ладонях, пришлось сшить по 2 мешочка для каждого образца. (Рис. 52)

Опыты по определению электризации различных материалов

Первая серия опытов.

Для определения степени электризации согласно патенту надо было:

Вымыть руки с мылом.
Обезжирить ладони спиртом.
Надеть мешочки одного образца на руки и закрепить резинкой.

4. Тереть ладони друг о друга круговыми движениями со скорость 2 круга в 1 секунду в течение 1 – 1,5 минут;

5. Снять образцы с ладоней и коснуться им металлической части электроскопа.

6. Посмотреть на сколько разошлись лепестки электроскопа и зафиксировать это в таблице.

В результате первой серии опытов выяснил:

Материал	Отталкивание лепестков электроскопа	Электризация
хлопок	лепестки не расходятся	нет
вискоза	лепестки не расходятся	нет
эвкалиптовая вискоза	лепестки не расходятся	нет
бамбуковое полотно	лепестки не расходятся	нет
полиэстер	лепестки сильно расходятся	сильная
шерсть	лепестки немного расходятся	незначительная
флис	лепестки немного расходятся	незначительная

Проведя опыты, как описано в патенте, я решил расширить их, чтобы определить еще - электризуется ли ткань постельного белья, когда человек спит. Ночью, когда человек поворачивается во сне, волосы трутся о подушку. Если ткань подушки электризуется, то заряд статического электричества накапливается и на ткани, и на волосах человека. А, как известно, статическое электричество приносит вред волосам человека и вызывает головную боль.

Вторая серия опытов.

В этой серии опытов я проверил образование статического заряда при трении образцов материалов об волосы человека. Заряд на образце материала замерялся с помощью электроскопа.

Для определения электризации в данных опытах было сделано:

вымыл руки с мылом;
обезжирил ладони спиртом;
надел мешочек одного образца на руку и закрепил резинкой;
тер образец о волосы круговыми движениями со скорость 2 круга в 1 секунду в течение 1 минуты;
касался образцом металлической части электроскопа и смотрел расходятся ли его лепестки;
фиксировал полученный результат.

Опыты я проводил вместе с бабушкой. Сначала мне было непонятно – почему у бабушки ткани сильнее электризуются чем у меня.

Бабушка предположила, и я выяснил, что мои руки быстрее потеют, а у бабушки руки всегда совершенно сухие. Влажные вспотевшие руки хорошо проводят электрический ток и электростатический заряд, который возникает от трения образцов убегает с моих ладоней. А на сухих ладонях бабушки он сохраняется дольше.

Результаты всех опытов с различными тканями были одинаковы.

В результате этих опытов выяснил:

материал	электризация
хлопок	нет
вискоза	нет
эвкалиптовая вискоза	нет
бамбуковое полотно	нет
полиэстер	есть
шерсть	незначительная
флис	незначительная

Выводы:

Открыли явление статического электричества, древние египтяне. Статическое электричество может быть верным помощником человека, если изучить его закономерности и правильно их использовать. В промышленности эта невидимая сила может превратиться в серьезную проблему. Статическое электричество способно затормозить производственный процесс или причинить непоправимый ущерб. Электрические поля от избыточных зарядов на предметах, одежде, теле человека оказывают большую нагрузку на нервную систему человека, также чувствительна к электростатическим электрическим полям и сердечно-сосудистая система организма. От статического электричества можно избавиться, для этого необходимо придерживаться простых правил. Существуют различные методы и средства защиты от статического электричества. Ученые перешли от поиска способов борьбы со статическим электричеством в промышленности к изучению возможности использования..

Работая над темой, мне удалось достичь поставленной цели.

Я узнал, что такое статическое электричество.
Выяснил какой вред приносит статическое электричество на производстве и в быту.
Познакомился с интересными фактами использования статического электричества.
Выяснил, как можно избавиться от статического электричества.
С помощью опытов проверил некоторые его свойства.
Научился определять наличие статического электричества с помощью электроскопа.
Выяснил с помощью опытов, какие ткани электризуются, и применил это на практике.

Список использованной литературы:

1. http://eksperimentiki.ru/publ/fizika/ehlektrichestvo/3

2. http://simplescience.ru/video/about:statics/

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/

4. http://electricalschool.info/main/osnovy/239-staticheskoe-jelektrichestvo-chto-jeto.html

5. http://electrik.info/main/fakty/48-staticheskoe-jelektrichestvo-v-prirode.html

6. http://sp007.ru/articles/vliyanie-staticheskogo-elektrichestva-na-organizm-cheloveka

Приложение

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Рис. 5.

Рис. 6.

Рис. 7.

Рис. 8.

Рис. 9.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

Рис. 13.

Рис. 14.

Рис. 15.

Рис. 16.

Рис. 17.

Рис. 18.

Рис. 19.

Рис. 20.

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 пробки и т.п. (Рис. 6, 7)

С тех пор учёные пытались открыть тайны этой загадочной силы.

Тысячелетиями люди наблюдали такие грозные явления природы, как ослепительная вспышка, огненный зигзаг молнии в небе, раскат грома и не понимали их - поэтому и боялись.

Миллионы и миллионы раз должна была сверкнуть молния, чтобы человек, наконец-то задумался: а что же это такое? (Рис. 8, 9)

Что же общего между натертыми кусочками янтаря и молнией?

Чтобы доказать, что природа этих явлений одинакова, что все это статическое электричество, понадобились тоже тысячелетия.

Лишь около ста лет назад люди научились использовать электрические силы природы, заставили электричество служить себе.

Всего за двести лет люди с его помощью изменили полностью всю свою жизнь. (Рис. 10, 11, 12, 13)

Электротехника, электроника, электроэнергия, электровоз, электросварка, электростанция, электромузыкальные инструменты…

Ни шагу без электричества! (Рис. 14 – 21)

Рис. 21.

Рис. 22.

Рис. 23.

Рис. 24.

Рис. 25.

Водители бензовозов страдают от электризации ежесекундно: во время накачивания горючего в автоцистерну образуются электрические заряды; во время перевозки горючее взаимодействует с поверхностью автоцистерны – заряды продолжают накапливаться. Переливая бензин по трубам, например в баки самолета, они подвергают себя опасности взрыва.

В типографских машинах электризация бумаги вызывает брак при печати. При этом могут возникнуть искры, которые вызывают пожар. (Рис. 24 – 25)

Но от электризации существует очень эффективная защита – заземление. Это устройство, с помощью которого, электрический заряд уходит в землю.

Чтобы не было электризации, на производстве применяется заземление оборудования, обработку материалов графитом или бронзовым порошком, увеличение влажности воздуха в помещении. В быту при стирке одежды применяют различные антистатики. (Рис. 26)

Рис. 26.

Рис. 27.

Рис. 28.

Рис. 29.

Рис. 30.

Рис. 31.

Рис. 32.

Рис. 33

Рис. 34

Рис. 35

Рис. 36.

Рис. 37.

Рис. 38

Рис. 39

Рис. 40

Рис. 41

Рис. 42

Рис. 43

Рис. 44

Рис. 45

Рис. 46.

Рис. 47

Рис. 48

Рис. 49

Рис. 52.

Рис. 53.

Рис. 54.

Рис. 55.

Рис. 56.

Рис. 57.

Рис. 58.

Рис. 59.

Рис. 60.

Рис. 61.

Рис. 62

На птицефабриках, чтобы уменьшить количество пили в воздухе, устанавливают электрофильтры. Частицы пыли осаждаются на пластинчатые электроды, которые по мере накопления на них пыли, освобождаются от нее. Такой процесс называется ионизацией воздуха. В чистом воздухе быстрее растут цыплята и курицы больше несут яиц. (Рис. 30)

На хлебозаводе теперь не приходится совершать большую механическую работу, чтобы замесить тесто. Заряженные положительно крупинки муки воздушным потоком подаются в камеру, где они встречаются с отрицательно заряженными капельками воды, содержащими дрожжи. Крупинки муки и капельки воды, притягиваясь, друг к другу, очень быстро образуют однородное тесто. (Рис. 53)

Трубы газовых котельных снабжают также электрофильтрами, уменьшающими выброс в атмосферу продуктов сгорания. (Рис. 54-55) Частицы дыма не только придают продуктам особый вкус, но и предохраняют их от порчи. При электрокопчении частицы коптильного дыма заряжают положительно, а к отрицательным электродам подсоединяют, например, тушки рыбы или курочек. Заряженные частицы дыма оседают на поверхности тушки и частично поглощаются. Весь процесс электрокопчения продолжается несколько минут. (Рис. 56-58)

Мелкие частички шерсти и хлопка продувают через заряженную металлическую сетку. Двигаясь к ткани, обработанной клеем и заряженной противоположно, равномерно распределяются по ней и после просушки создают ворс. Так делают ворс на искусственном бархате. Аналогично можно наносить на любую поверхность волокна звукоизолирующих и теплоизолирующих веществ, делать толь, рубероид, линолеум, шифер, наждачную бумагу. (Рис. 59-60)

Рис. 63.

Рис. 64.

Рис. 65.

Рис. 66.

В интернете я выяснил, что влияние статического электричества на организм человека и животного ещё до конца не исследовано. При контакте с синтетическими тканями, человеческая кожа и волосы накапливают статическое электричество, что может негативно сказаться на здоровье человека. Например, постельное белье и одежду сейчас часто шьют из синтетической ткани, которая имеет состав 100% полиэстер. Статический заряд на теле человека накапливается постепенно день за днем. Во сне человек переворачивается около 200 раз за ночь. Следовательно, 200 раз за ночь организм человека принимаете разряд статического электричества. Если человек одет в синтетическую одежду, то еще и днем увеличивается его статический заряд. Воздействие статического электричества выражается в том, что человек начинает жаловаться на повышенную утомляемость, раздражительность, плохой сон, головную боль, наэлектризованные волосы становятся сухими и ломкими. (Рис. 61-63). Постоянный статический разряд на нашем теле ведет к обострению заболеваний сердечнососудистой системы. А еще синтетические изделия не дают телу дышать. В процессе движения тело нагревается, нарушается нормальный теплообмен, увеличивается потоотделение.

Но статическое электричество может приносить и пользу здоровью человека. Статическим электричеством лечат заболевания суставов. В медицине статическое электричество используют при создании так называемых электроаэрозолей. Они представляют собой лекарственные вещества в виде очень маленьких заряженных капелек, которые при вдохе проникают в лёгкие человека. (Рис. 64-66)

Патент на изобретение