Научно-исследовательская работа. Как работает лампочка или «ручной» огонь

1 Научно-исследовательская работа Как работает лампочка или «ручной» огонь Выполнила: Кондратенко Арина Родионовна учащаяся 2 «В» класса ГБОУ города Москвы «Школа с углубленным изучением английского языка 1270» Научный руководитель: Кондратенко Родион Валерьевич кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ФГБНУ «Научного центра неврологии» Классный руководитель: Байкова Ирина Юрьевна Москва, 2016

2 Оглавление Введение. 3 Основная часть. 4 Опыт с огнем. 4 Как выглядит лампа. 6 Схема включения лампы. 7 Работа лампы и ее нагрев. 9 Разбитая лампа Заключение Список использованных источников и литературы. 14

3 Введение Однажды я была на экскурсии со своим классом в музее «Огни Москвы» [1, 2]. В этом музее экскурсовод рассказал нам о многих источниках света. Он нам поведал о истории развития освещения от лучины до лампочки Эдисона [4]. В начале люди пользовались лучинами. Лучина это такая палочка из дерева, которую вставляли в специальную подставку и внизу ставили специальный сосуд с водой. Лучину поджигали, и их была целая стопка, потому что одной лучины хватало на пару минут. Потом придумали восковые свечи. Свечку поджигали. Фитиль горел в свече, и воск вокруг фитиля таял. Далее изобрели масляные фонари. В них на фитиле сгорало масло и давало свет. Для освещения домов стали использовать керосиновые лампы. В них был керосин, который поступал по фитилю и сгорал давая свет. Для освещения улиц придумали газовые фонари. Газовый фонарь это столб на котором находится маленькая коробочка из стекла, внутри нее стоит газовая горелка. Газ поступает по столбу и сгорая в горелке дает свет. Все эти источники света объединяет то, что в них во всех источником света является огонь. Потом экскурсовод показал нам лампочку, которую изобрел человек по имени Эдисон [3]. Эта лампочка работала на электричестве и мне стало интересно, как же она работает. И поэтому я себе поставила цель разобраться как же она работает.

4 Основная часть 1. Опыт с огнем Во всех старинных фонарях источником света являлся огонь. И поэтому мы решили провести опыт с огнем, что бы понять каковы его свойства. Рис. 1. Предметы для изучения огня. Для того что бы изучить свойства огня нам понадобились следующие инструменты спирт, стакан, ватный диск и тарелка. Мы с моим научным руководителем намочили ватный диск спиртом, подожгли его спичкой и пронаблюдали как он горит (Рис. 2.). Рис. 2. Горение спирта. На второй фотографии показано как горит спирт на вате. Огонь был очень горячий и мы проносили руку над огнем и он практически ее обжигал. Дальше мой научный руководитель накрыл этот огонь стаканом,

5 Рис. 3. Потухший огонь при накрывании стаканом. и огонь практически сразу погас, однако стакан был горячий, что говорило о том, что огонь под ним погас не сразу. Из объяснения научного руководителя я поняла, что когда огонь находится в замкнутом пространстве, он не горит, потому что у него заканчивается кислород.

6 2. Как выглядит лампа. Давайте разберемся как выглядит лампа и посмотрим на рис. 4. Рис.4. Устройство лампы. Лампа состоит из стеклянной колбы 1, в которой находится вольфрамовая спираль 2. Спираль закреплена на жестких проводниках 3 в центре баллона. Проводники выходят из баллона и превращаются в «ножки» - контакты 4. У лампы есть какая-то трубочка 5, которая закрыта. Через нее на заводе из лампы откачивают воздух и создают там вакуум.

7 3. Схема включения лампы Схема включения лампы выглядит следующим образом. Рис. 5. Схема включения лампы Выводы лампы идут в две стороны. Первый вывод с помощью провода подходит к кнопке, а второй вывод с помощью провода подходит к батарейке или батарейкам. В середине есть провод, который, когда нажимаешь кнопку подает ток из батарей в лампу. Что бы собрать эту схему мы должны взять следующие детали:

8 Рис. 6. Детали для сборки схемы. На этой фотографии изображены: 1 лампа, 2 блоки питания, 3 провода, 4 кнопка, 5 макетные платы. Собрав из этих деталей схему мы можем получить работающую лампу, которая дает свет (Рис. 7) Рис. 7. Собранная схема подключенной лампы.

9 4. Работа лампы и ее нагрев Если мы подключим один блок питания, то напряжение будет не очень большое, а если мы подключим еще один блок питания, то мы получим напряжение в два раза больше. Посмотрим, как будет себя вести лампа с двумя разными напряжениями. Рис. 8. Работа лампы с двумя разными напряжениями. На рис. 8 слева изображена лапа, которая подключена только к одному блоку питания. Хорошо видно, что она тускло горит. Спираль едва светится. А справа изображена лампа, которая подключена к двум блокам питания и напряжение, которое на нее подается в два раза больше. И поэтому она светится гораздо ярче той лампы, которая показана слева.

10 Рис. 9. Горячая лампа Я потрогала пальцами включенную лампу (рис. 9), она оказалась очень горячей. Мой научный руководитель, спросил, похоже ли что внутри лампы огонь? Я ответила что да. Но тут я поняла, что огонь там не может разгореться в полную силу, потому что там внутри вакуум. И мне стало интересно, что же происходит внутри лампы. И мы с моим научным руководителем решили ее разбить. Рис. 10. Разборка лампы Мы взяли молоток, целлофановый пакет, бумагу и лампу. Завернули лампу в бумагу, бумагу завернули в пакет и потом резко и отрывисто ударили по пакету, так, что стекло разбилось (рис. 10). Когда лампа разбилась, показалось, что будто кто-то под ухом оглушительно хлопнул. Этот хлопок происходит потому

11 что когда воздух заходит в пустоту он издает такой звук. 5. Разбитая лампа Мы поставили разбитую лампу назад в нашу схему (Рис. 11). Рис. 11. Разбитая лампа в схеме. После этого мы подключили оба блока питания и потом нажали на кнопку. Спираль сразу нагрелась и загорелась. Пошел дым и огонь. Рис. 12. Горящая спираль разбитой лампы Буквально через несколько секунд спираль перегорела и порвалась на две части (рис. 13) и на ней были какие-то зеленые штучки.

12 Рис. 13. Перегоревшая спираль лампы. Мне стало интересно, что это за штучки и я спросила моего научного руководителя. Он мне рассказал что это продукты окисления спирали, так же как от дерева в огне остается зола.

13 Заключение Мы провели некоторые опыты с огнем, и я поняла, что огонь без кислорода гореть не может. Я разобралась как работает электрическая лампа. В ней источником света является спираль, через которую течет ток. Чем больше ток (чем больше батареек мы подключим), тем сильнее нагревается эта спираль. Она от нагрева начинает светится и ей хочется сгореть, но она не может сгореть, потому что в лампочке нет кислорода и находится вакуум. А в вакууме огонь гореть не может! Таким образом этот огонь и стал «ручным». Создав лампочку человек приручил этот огонь!

14 Список использованных источников и литературы 1. Ресурс о музее огни Москвы 2. Ресурс о музее огни Москвы на Википедии 3. Ресурс о Томасе Эдисоне 4. Ресурс о лампах накаливания