Мыс электродын өңдеу

№18 орта мектеп ММ

Шығармашылық жоба

Пәні: <<Технология>>
Тақырыбы: <<Гальвандық элемент макеті>>
Сыныбы: 10 а
Орындаған: Ескуватов Рамазан Мақсатұлы
Жетекшісі: Чукаев Бекгали Узакбаевич

Жаңаөзен қаласы
2016-2017 оқу жылы

Маңғыстау облысы, Жаңаөзен қаласы, Рахат ауылы, № 18 орта мектеп ММ

Шығармашылық жоба

Пәні: <<Технология>>
Тақырыбы: <<Гальвандық элемент мекеті>>
Орындаған: 10 а сынып оқушысы Ескуватов Рамазан Мақсатұлы
Жетекшісі: Чукаев Бекгали Узакбаевич

Бағыты: <<Энергетика>>
Аннотация: шығармашылық жобаны зерттеу гальвандық элементтер туралы толық мәлімет беруге бағытталып, бұрын қолданыста болған тұрмыстық және құрылыстық қалдық материалдарды пайдаға асыра отырып, құрастыру, дәнекерлеу және электрлік монтаждау шеберлігі өнерін үйрету.
Болжамы: технология пәнінен теориялық және практикалық алған білімдерімізді, шығармашалық жоба жасау кезінде өз бетімізше ізденіп дамыту арқылы, бойымыздағы сан-алуан қабілеттеріміз ашылады, шығармашылық ой-өрістеріміз кеңейеді, шеберлігіміз дамиды.
Жобаның мақсаты:
1. Шығармашылық жобаны орындау барысында технология пәнінен алған теориялық білімдерді практикамен ұштастыра отырып, өзінің шығармашылық әлеуетін байқап көруге, өз бетімен шығармашылық жұмыс жүргізе білуге, жаңашылдыққа, табандылыққа, еңбексүйгіштікке үйрету.

2. Қоршаған ортаны ластамайтын, <<Жасыл энергия>> көздерінің бірі болған, сумен жұмыс істейтін гальвандық элемент макетін дайындау арқылы армандап-қиялдауға, қиялын жүзеге асыруға баулу.

3. Бұрын қолданыста болған тұрмыстық және құрылыс қалдық заттарды қайта өңдеп, оларға екінші өмір сыйлау арқылы ысырапшылықтың алдын алуға, қоршаған ортаны ластанудан қорғауға септігін тигізу.

Жобаны орындау реттілігі:

1. Шығармашылық жобаны зерттеу. (1-сызба)
2. Іздену кезеңдері: ғаламтор, БАҚ және кітапханамен байланыста болып ақпарат жинақтау.
3. Бұйымды дайындауда пайдаланылатын материалдарды анықтау.
4. Жұмысқа қажетті құрал-саймандармен айла-бұйымдарды таңдау.
5. Жұмыс орнын ұйымдастыру және жұмыс кезіндегі техникалық қауіпсіздік ережелері.
6. Макеттің құрамдас бөліктерін ойлап, бөлшектердің өлшемдерін анықтап, эскизін дайындау.
7. Дайындауға кететін материал шығындарын және бұйымның өзіндік құнын есептеу.
8. Бұйымды дайындаудың технологиялық реттілігін зерделу, технологиялық картасын дайындау.
9. Технологиялық карта бойынша бұйымды жасау.
10. Зерттеу әдістері арқылы жобаны нақты талқылау, қорытынды жасау.
Жобаның назар аударылуы қажет құрамдас бөліктері
1-сызба
\s Кіріспе
Қазіргі уақытта электр энергиясы барлық өнеркәсіп салаларында, транспортта, ауыл шаруашылығында, үй тұрмысында, тағы да басқа халықтың тұрмыс қажетіне кеңінен пайдаланылады. Электр қуаты көздеріне электр стансаларындағы генераторлар, аккумулятор батареялары мен гальвандық элементтер, күн батареялары жатады. Электр стансаларында генераторлар жылу энергиясын, судың потенциалдық энергиясын, желдің кинетикалық энергиясын, іштен жану қозғалтқыштарының механикалық энергиясын, толқын энергиясын, тасқын энергиясын және жарық энергияларын электр энергиясына түрлендіреді. Генераторлар негізінен айнымалы ток өндіреді. Аккумулятор батареялары, гальвандық элементтер және күн батареялары сәйкесінше электродтар арасында жүретін химиялық реакцияларды, жарық энергиясын тұрақты электр қуатына айналдырады.
Бүгінгі таңда әлем энергетикасы жаңартуға келмейтін энергия көздерін пайдалануда. Басты энергия көзі ретінде мұнай, газ және көмірді қолдану салдарынан қоршаған орта ластануда, экологиялық жағдай нашарлауда. Сондықтан табиғатқа, адам өміріне зиянын келтірмейтіндей энергияның балама көздерін ойлап табу мәселесі әлемдік мәселелер деңгейінде қарастырылуда. Адам баласы өз қажеттіліктерін қанағаттандыру мақсатында жер анадан барлығын алуда. Оның ресурстары шексіз емес. Ертеңгі ұрпақты, қоршаған ортамызды ойлар болсақ, бәрі де бұлыңғыр екендігіне көзіміз жетіп-ақ тұр. Осы себепті әлемде үлкен үміт аталмыш энергияның балама көздеріне артылуда. Олардың дәстүрлі энергия көздерінен артықшылығы үнемі жаңарып отырылуы мен қатар табиғи таза энергия көзі болып табылуында. Табиғи ресурстардың шектеулілігі, оларды үнемдеу мен қайталама шикізаттың қолдануына итермелейді. Көптеген мемлекеттерде энергия мен шикізатты үнемдеуге үлкен күш жұмсалуда.
Қазақстанның әлемдік мұнай, газ, металл, минералды тыңайтқыштарды өндіруде үлесі едәуір болғанымен, энергетикалық және шикізат проблемалары туындауы әбден мүмкін. Сол себепті оны шешу үшін барлық мемлекеттердің атсалысуы қажет. Оны шешудің ең тиімді жолы энергияның балама көздерін пайдалану. Энергияның балама көздеріне мыналарды жатқызуға болады: күн энергиясы; жел энергиясы; тасқын энергиясы; жердің тереңдік энергиясы; биомассалар отыны; геотермальды энергия.
Мемлекетіміздің энергетика саласында энергияның балама көздерін пайдалану жөнінде жүргізіп жатқан кең көлемді шараларына, аз да болса өз үлесімді қосу мақсатында, таза сумен жұмыс істейтін галвандық элемент макетін жасауды, және оны тұрмыста пайдалануды ұйғардым.
Гальвандақ элементтің шығу тарихы
Әртүрлі металдардың өзара жанасуынан электр тогының пайда болу құбылысын, Болон университетінің (Италия, Болон қаласы) медицина профессоры, физиолог Луиджи Гальвани 1786 жылда бақамен тәжірибе өткізіп жүргенде ашқан. Ол жаңадан бөлініп алынған бақаның санына мыс ілгекті бекітіп, оны өзінің үйі орналасқан бақтағы темірден жасалған торға іліп қойды. Бірақта ешқандай атмосфералық әрекет байқалмады. Тек қана, соққан желден тербелген бақаның табаны кездейсоқ қоршаудың торына тигенде, оның бұлшық еттері кенеттен тітіркенді. Гальвани бұл тәжірибені үй ішінде қайталауды ұйғарды. Бақаның табанына темір тақтаны қойғанда, ол тағыда бұлшық еттердің жиырылғанын байқады. Гальвани бұл құбылысты "жануарлық" электрдің әсері деп ойлайды. Бақа сирағына жасалған тәжірибені физиктер, химиктер, философтар және дәрігерлер қайталап жасады.
Бұл бақыланған құбылыстың нақты себебін тек италян ғалымы Алессандро Вольтаның түсінуіне мүмкін болды. Вольта бұл құбылысты тиянақты зерттеу нәтижесінеде, бақаның табаны "жануарлық" электрдің әсерінен емес (Гальвани ойлағандай), екі түрлі металл өткізгіштердің жанасуы салдарынан одан өтетінн электр тогының әсерінен жиырылады деген тұжырым жасады. Бұл тәжірибелерде, Вольтаның көзқарасы бойынша, бақа "тіпті өте сезімтал алтын жапырақшалы электрометрден де ондаған есе сезімтал электрометр" ретінде қажет болды. Егер электр өткізгіштігі бар сұйыққа әртекті металдарды жанастыруға әрекет жасасақ, бақаны пайдаланбай-ақ сол токты алуға болады. Вольта күміс және қалайы өткізгіштердің ұштарын бір-біріне жалғап, қарама-қарсы ұштарын тіліне тигізіп, тәжірибені өзіне жасай отырып өз тұжырымын нақтылайды. Осы кезде тілінде пайда болған ащы-қышқыл дәм оның тілі арқылы токтың өткендігін білдіреді. Егерде электр көзі тілдің бұлшық еті болған болса, онда дәм металдар бірдей болған кезде де байқалған болар еді, бірақта бұл олай болмады. Вольта тәжірибені жалғастыра берді. Ол әр текті заттан жасалған екі тиынды алып, оның біреуін тілінің үстіне, екіншісін -- астына қояды. Тиындарды өткізгіштермен қосқанда тағы да сондай дәмді сезеді. Ақырында, 1800 жылы Вольта бірнеше ондаған жұп дөңгелек пластина (күміс пен мырыш) алып, олардың арасына тұзды суға батырылған қалың қағаз қойып бағана сияқты тігінен қатарластыра орналастырады. Жоғарғы және төменгі пластина бағандарын өзара қосып, Вольта ең бірінші тұрақты ток көзін (Вольта бағаны) алады. Вольта бағаны тәжірибесін француз ғалымдарының алдында көрсеткен кезде Наполен Бонапартта қатысты. Тәжірибе оған қатысушыларға өте күші әсер қалдырды. Сондықтан, өзінің зерттеулеріне Вольта граф атағын алды және аймақтың Құрметті рыцары болуы таңқаларлық емес.
Күнде көріп жүрген үйреншікті ток көзі бірнеше жылғы үздіксіз жетілдіру барысында алынды. Қазіргі ток көзінің құрылымы әр түрлі. Химиялық реакция арқылы жұмыс істейтін ток көзін химиялық ток көзі деп атаймыз. Оларға гальвани элементтері (немесе жай элементтер) және аккумляторлар жатады. Гальвани элементтері (Л. Гальвани құрметіне аталған) бір реттік қолданылатын ток көзі болып табылады. Периодты зарядтай отырып, аккумляторларды бірнеше қайтара пайдалануға болады. Кез келген ток көзінде екі электрод болады -- (+) оң және ( - ) теріс. Арнайы ертіндіге батырылған ток көзінің ішінде өтетін химиялық реакцияның әсерінен шартты түрде өткізгіштерде электродтарда әр түрлі зарядтармен белгіленген. Егер өткізгіштер арқылы ток көзіне қандай да бір электр энергиясын тұтынушы құрылғыны жалғаса, ток көзінің электр өрісінің әсерінен олардан ток өтеді. Ток көзімен өзара жалғасқан өткізгіштер және электр энергиясын тұтынушылар (шамдар, электр пеші, электр- және радиоқондырғылар) электр тізбегін құрайды. Тізбекте тұрақты ток (яғни, уақыт өтуіне байланысты өзгермейтін ток) жүруі үшін тізбек тұйықталған болуы керек. Егер де тізбек үзілсе, онда оның бойымен ток жүрмейді. Тізбектегі токты ажыратып және қосатын батырма, ажыратып-қосқыш, кілт және басқа құрылғылар жұмысы осыған негізделген.

Гальвандық элементтің жұмыс істеу принципі

Гальваникалық элемент бұл химиялық электр тогының көзі, бұл құбылысты бірінші анықтаған Гальвани, соның құрметіне гальваникалық элементтер деп аталады. Жұмыс істеу принципі екі түрлі металдың электролит арқылы әсерлесуіне негізделген. Гальваникалық элементтің электр қорғаушы күшінің шамасы электродтардың материалына және электролиттің құрамына байланысты, қарапайым гальваникалық элемент екі электродтан тұрады.
Мырыштың судағы ерітіндісіне батырылған мырышты электродтан тұрады, мыстың судағы ерітіндісіне батырылған мыс электродтардан тұрады. Сыртқы тізбекті тұйықталғанда цинктың атомдары цинкты электродтың бетінде тотығады, ол ионға айналады. Zn Zn2+ + 2e
Бұл электрондар сыртқы тізбек арқылы мыс электродқа барады және оны қалпына келтіреді. Тізбек арқылы электрондарың ағысы элементтің шығаратын тогы болып табылады. Химиялық түрлендіруі мен электр энергиясын түрлендіретін реакция былай жазылады.
Cu2+ + Zn Cu + Zn2+

Мырыш электрод анод деп, ал қалпына келтіретін мыс электрод катод деп аталады.

Жобаны дайындаудағы мақсатым

Галамтор, БАҚ материалдарынан пайдаланғанымда, энергияның дәстүрлі емес түрлері, энергияның балама көздері жөніндегі материалдар қызығушылық оятып, <<Гальвандық элемент макеті>> тақырыбында шығармашылық жоба жасауыма түрткі болды.
> Оны жасау үшін қандай материалдар қажет?
> Материалды қайдан табуға болады?
> Бағасы қанша?
> Макетті қалай құрастыру керек?
- деген сияқты сұрақтар мазалап, макетті қолда бар материалдардан жасауға ұйғардым. Мұның ұтымды жағы, біріншіден - материалға жұмсалатын шығын аз болса, екіншіден - қоршаған ортаны ластанудан қорғауға аз да болса үлес қосу.
.
Қажетті материалдар:
Мыс және мырыш табақшалары,сырты оқшауланған электр баушықтары (қызыл және ақ түсті), дәнекерлеуші қалайы, канифоль немесе дәнекер қышқылы, құрылыстық тор таспасы, оқшаулағыш таспа, жарық диоды, мини ажыратқыш, мини файлды портмонье т.б.
Қолданылатын құрал-саймандар:
Сызғыш, қалам, қайшы, электр монтаждаушы пышақ, дәнекерлеу аспабы, қажақ қағазы, т.б.
Жобаны дайындау нұсқаулығы

Жұмысты <<Қажетті материалдар>> бөлімінде аталған материалдарды әзірлеуден бастаймыз. Қажетті материалдардың барлығы дерлік бұрын қолданыста болған, тұрмыстық және құрылыстық қалдық материалдар. Гальвандық элемент электродтары үшін бұрын қолданыста болған мыс және мырыш табақшалары қажет.
Мыс электродын жасау үшін ұзыдығы 48 см болатын мыс түтікшені пайдаландым. Түтікшені қақ ортасынан ұзына бойына слесарь арасымен аралап, жарып алдым да, тегістеп мыс тақташасын жасадым. Тақташаның ұзындығы 48 см ені 3 см болды. Оны ұзындығы 6 см болатын сегіз бөлікке бөлдім.
Мырыш электордын құрылыстан қалған мырыш профилінен жасадым. Мырыш электродты кез келген сырты мырышталған материалдардан (шелек, деректорат т.б.) дайындауға болады. Мырыш электродтың өлшемдері мыс электродының өлшемдерімен бірдей болуы керек.
Дайын болған электродтарға ұзындығы 7 см болатын электр баушықтары дәнекерленеді.

Zn

Cuu
Zn

Келесі орындалатын жұмыс электродтарды бір-бірінің үстіне қойып, галвандық элемент бөліктерін дайындау. Электродтар бір-біріне тийіп қалмауы үшін, олардың арасына құрылыстық тор таспасынан сеператор қоямыз. Торды мыс электродының үстіне қойып қайшымен қыйып аламыз. Дайын болған сеператорды мыс электродтың үстіне қойып, сеператор мен электродты және дәнекерленген баушық үшеуін бірге қосып, оқшаулағыш таспамен үш рет ораймыз. Электордтың екінші ұшын да дәл осылай ораймыз. Оралған сеператордың үстіне мырыш электродты қойып мыс электордпен қоса ораймыз. Электродтардың баушық дәнекерленген беті сыртқа қарап тұруы керек. Гальвандық элементтің бір бөлігі дайын болды.
Бұл гальвандық элемент небәрі 0,7В кернеу өндіреді. Кернеуді көтеру үшін, қалған жеті элементті кұрастырып гальвандық элементтің бөлітерін дайындайды. Бөліктерді құрастырмастан бұрын, электродтарды бір-бірімен, бірінші дайындал-ған бөліктің мырыш электродына, ІІ бөліктің мыс электродын дәнекерлейді. Дәнекерлеу мынадай ретпен жүргізіледі: ІІ мырыш+ІІІ мыс; ІІІ мырыш+IV мыс; ІV мырыш+V мыс; V мырыш+ VI мыс; VI мырыш+ VIІ мыс; VIІ мырыш+ VIІІ мыс;
Электродтар дәнекерленіп болғасын, гальвандық элементтің қалған бөліктерін бірінші бөлікті дайындаған әдіспен дайындайды.

Гальвандық батареяның <<+>> және << - >> полюстарынан шыққан баушықтарды, мини ажыратқыштың үстімен диод шамына жалғайды. Дайын болған гальвандық батареяны таза суға салып тексереді. Сынақтан сәтті өткен батареяны мині файлды портмоньенің көздеріне бір-бір бөліктен салады. Гальвандық батарея 5,2В кернеу өндіреді. Ток күші 7,5мА шамасында. Батареядағы ток күшін арттыру үшін бөліктердегі электродтар санын арттыру керек.

Экономикалық есеп

Рет
саны
Қолданылатын материал
Мөлшері
Бағасы
тг
1.
Мыс табақша 0,48х0,06=0,0288м2
0,0288м2
Б/қ
2.
Мырыш табақша 0,48х0,06=0,0288м2
0,0288м2
Б/қ
3.
Құрылыстық тор таспа 0,48х0,06=0,0288м2
0,0288м2
Б/қ
1.
Сырты оқшауланған электр баушығы
1 м
Б/қ
2.
Дәнекерлеуші қалайы
-
Өзімде болған
3.
Канифоль
-
Өзімде болған
4.
Оқшаулағыш таспа
1 дана
50
5.
Мини ажыратқыш
1 дана
Б/қ
6.
Жарық диоды
1дана
Б/қ
7.
Мини файлды портмонье
1 дана
150
Барлық жұмсалған қаражат сомасы
200 тг

Жоба материалдарының нобайы бұрын қолданыста болған, немесе қалдық материалдардан дайындалғандықтан, бұл жобаға жұмсалған қаражат 200 теңгені құрады.

Гальвандық элементі батареясын жасаудың технологиялық картасы

Рет саны
Орындалатын жұмыстар
Қажетті құрал-саймандар
1.
Өзіңнің қиялдаған тікұшақ жобасын ойластыру, энергияның балама көздеріне тиісті материалдаржинақтау
Ғаламтор, БАҚ, кітапхана ақпараттары
2.
Бұйымды дайындауда пайдаланылатын материалдарды анықтау

3.
Бұйым эскизін дайындау
Сызғыш, қалам, кетіргіш
4
Бұйымға қажетті материалдарды дайындау
Сызғыш, қалам
5.
Мыс электродын өңдеу
Іскенже, слесарлық ара, балға, сызғыш
6.
Мырыш электродын өңдеу
Сызғыш, қалам, қайшы,
7.
Электродтарға электр баушықтарын дәнекерлеу
Эл.монттер пышағы, дәнекер аспабы, конифоль, қалайы
8.
Гальвандық элемент бөліктерін дайындау
Оқшаулағыш таспа
9.
Электродтарға электр баушықтарын, мини ажыратқышты, диод шамын жалғау
Эл.монттер пышағы, дәнекер аспабы, конифоль, қалайы
10
Гальвандық батареяны сынақтан өткізу
Мультиметр
12.
Батареяны қаптау
Мини файлды портмонье

Ескерту: дәл осындай әдіспен қышқылды және сілтілі аккумуляторларды жасап алуға болады.

Қорытынды
Техникалық қритерийлері: жасалуы оңай, қалдықтардан жасалғанына қарамастан мықты, берік және сенімді.
Экологиялық критерийлері: экологиялық жағынан таза, себебі қолданылған материалдардың барлығы тұрмыста қолданылатын материал қалдақтары. Жұмыс орнында қалдықтар, қоқыс аз болады.
Экономикалық критерийлері: материалдарды оңай табуға болады, аз қаражат жұмсалады.
Қорытындылау: қалдық материалдарды пайдалану арқылы аз да болса, қоршаған ортаны ластанудан қорғауға үлес қостым. Қоқысқа тасталатын заттарға екінші өмір сыйлап, оларды өнер туындысына айналдырдым.
Бұйымды - ойыншық ретінде пайдалануға, сыйкәделік бұйым ретінде сыйға тартуға, оқушыларға электр тогы жөнінде сабақ өткенде, көрнекілік құрал ретінде пайдалануға болады.
Болашақта радиомен басқарылатын мақеттерді жасауды алдыма мақсат етіп қойдым. Орта мектепті бітіргеннен кейін, инженер-құрастырушы саласындағы жоғары кәсіптік оқу орындарына окуға түсуді ұйғардым.

Пайдаланылған әдебиеттер:
1. Ғаламтордан <<Гальвандық элементтер>> уикипедиялық материал
2. Ғаламтордан <<Как сделеть макет гальванического элемента>> бейне ролигі

Жобаны дайындаған: Ескуватов Р.М
Жоба жетекшісі: Чукаев Б.У