О пользе электричества для детей
69430
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, что такое деньги или Новый год), так и возвышенные (что такое космос, что такое любовь). 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 планшет или его музыкальные игрушки 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, радионяню 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 ночнике;
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 подготовить квартиру 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?
69430
Анна Юняткина
Детская исследовательская работа «Электрические цепи, или в мире электричества»
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 электричества и электрического тока.
2. Ознакомиться с принципом работы батарейки.
3. Узнать, как электричество попадает в наш дом.
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;
• соль;
• вода;
• 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).
2. Дальше электричество движется по линии электропередач под сильным напряжением.
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 электричество приходит в наш дом (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. https://www.kindergenii.ru;
3. https://detskiychas.ru;
4. https://www.kostyor.ru;
5. https://pochemuha.ru;
6. https://www.xliby.ru.