Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Накопичення електричної енергії - важлива проблема енергопостачання, тим паче що енергію змінного струму, яку виробляють електростанції, накопичити безпосередньо неможливо.
Постійний струм можна накопичити, перетворивши електричну енергію на хімічну. Пристрій, придатний для цього, називається акумулятором. На практиці зазвичай кілька акумуляторних елементів з'єднують послідовно в батарею.
Інша інформація для вчителя (1/3)
Попередні знання
Для цього досліду учні мають знати, що водні розчини проводять електричний струм.
Принцип
Хімічні реакції, які відбуваються під час заряджання та розряджання, хоч і складні, але їх можна розглянути за наявності у учнів відповідних попередніх знань:
Перед прикладанням напруги обидва свинцеві електроди вкриваються сульфатом свинцю (PbSO4) після того, як їх занурили у водний розчин, у якому сірчана кислота дисоціювала .
Інша інформація для вчителя (2/3)
Навчальна мета
Цей дослід має унаочнити учням принципову будову та принцип дії свинцевого акумулятора.
Завдання
Покажи на прикладі моделі свинцевого акумулятора, як можна хімічним шляхом накопичувати та повторно використовувати електричну енергію.
Інша інформація для вчителя (3/3)
Увага: електроди має чистити (зачищати наждачним папером) учитель, а учні й учениці не повинні контактувати ані з розчином, ані зі свинцевим електродом (немає біодоступності).
Додатковий вміст
Доступний додатковий вміст
Цей дослід можна розширити вмістом доповненої реальності!
Із застосунком PHYWE AR і датчиками Cobra SMARTsense ви вимірюєте наживо в доповненій реальності – бездротово та інтуїтивно.
Реальні значення зливаються в реальному часі з віртуальними сценами
і роблять природничі науки наочними та
відчутними на межі предметів.
Небезпечне стає безпечним, абстрактне - відчутним
а невидиме - видимим, задля безпечного,
захопливого і тривкого результату навчання.
Докладніше - натисніть
тут або скануйте QR-код.
Правила безпеки
- Одягніть захисні рукавички та захисні окуляри.
- Щодо H- і P-фраз звертайтеся, будь ласка, до відповідних паспортів безпеки.
- Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Накопичення електричної енергії - важлива проблема енергопостачання, тим паче що енергію змінного струму, яку виробляють електростанції, накопичити безпосередньо неможливо.
Постійний струм можна накопичити, перетворивши електричну енергію на хімічну. Пристрій, придатний для цього, називається акумулятором. На практиці зазвичай кілька акумуляторних елементів з'єднують послідовно в батарею.
На практиці зазвичай кілька акумуляторних елементів з'єднують послідовно в батарею.
Обладнання
Складання та виконання (1/5)
Для вимірювання датчиками Cobra SMARTsense потрібен PHYWE measureAPP. Застосунок можна безкоштовно завантажити у відповідному магазині застосунків (QR-коди див. нижче). Перед запуском застосунку перевір, чи ввімкнено на твоєму пристрої (смартфон, планшет, настільний ПК) Bluetooth.
iOS
Android
Windows
Складання та виконання (2/5)
Рис. 1
- Наповни рифлену ванночку розведеною сірчаною кислотою (прибл. 5-відсотковою) і встав у ванночку свинцеві електроди, зачищені наждачним папером.
- Склади дослід, як на рис. 1, рис. 3 і рис. 4. Рисунки знайдеш на наступних сторінках. Перемикач стоїть на 1 (заряджання).
- Установи на блоці живлення 0 В і увімкни його.
Складання та виконання (3/5)
Рис. 2
- Увімкни обидва датчики SMARTsense і переконайся, що планшет може з'єднуватися з пристроями Bluetooth. Щоб увімкнути, натисни й тримай три секунди кнопку ввімкнення/вимкнення.
- Відкрий PHYWE measureAPP і обери датчики "Current" і "Voltage".
- Обери частоту дискретизації в діапазоні 200 Гц.
- Виведи результати вимірювань числами, перейшовши в застосунку вгорі до позначеного червоним розділу (див. рисунок ліворуч).
Складання та виконання (4/5)
- Установи напругу на блоці живлення так, щоб амперметр показував приблизно 200 мА.
- Поспостерігай кілька хвилин за вольтметром і лампою розжарювання та запиши свої спостереження в протоколі в розділі "Результат - Спостереження 1".
- Обери знову діапазон вимірювання 10 В і встанови перемикач на 1. Установи силу струму (заряджання) приблизно 200 мА.
- Приблизно через півхвилини встанови перемикач у положення 2 (розряджання). Поспостерігай за лампою розжарювання і виміряй напругу.
Рис. 3
Складання та виконання (5/5)
- Порівняй свої виміряні значення з тими, які ти записав у попередній частині досліду, і запиши свої спостереження в протоколі в розділі "Результат - Спостереження 2".
- Установи на блоці живлення 0 В і вимкни його.
- Вийми електроди з розчину, обполосни їх водою і уважно розглянь. Запиши в протоколі можливі зміни.
- Належно утилізуй водний розчин, очисти рифлену ванночку і вимий руки з милом!
Рис. 4
Протокол
Спостереження (1/3)
Запиши свої спостереження та виміряні значення до першої частини досліду. Яка напруга встановлюється між електродами?
Спостереження (2/3)
Запиши свої спостереження до другої частини досліду. Порівняй їх зі спостереженнями до першої частини досліду.
Спостереження (3/3)
Запиши свої спостереження щодо електродів.
Завдання (1/2)
Опиши, зважаючи на обставини, записані в розділі "Результат - Спостереження 1", будову та принцип дії елемента свинцевого акумулятора.
Завдання (2/2)
Перетягни слова у правильні поля! Загалом ємність батареї, яку можна відібрати, спадає зі зростанням ____. Відповідальним за це є, серед іншого, ____ на внутрішньому опорі батареї, який зростає зі збільшенням струму й відповідно знижує вихідну напругу, так що кінцева напруга розряджання досягається раніше. Крім ____, за спад ємності батареї при підвищеному струмі розряджання відповідає також обмежена ____ електрохімічних процесів і процесів перенесення заряду в батареї.