ВНУТРЕННЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ РАСТЕНИЯ КАК ИСТОЧНИК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПОСЕЛЕНИЯ НА ЛУНЕ

​THE INTERNAL ELECTRICAL FIELD OF A PLANT AS A SOURCE OF ADDITIONAL ENERGY FOR SETTLEMENT ON THE MOON

Ekaterina Elizarova

Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical University,

Russia, Nizhny Novgorod

Polina Egorova

Student, Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical University

Russia, Nizhny Novgorod

Olesya Maslova

Student, Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical University

Russia, Nizhny Novgorod 

АННОТАЦИЯ

Статья предлагает нахождение дополнительного источника энергии в виде растения для лунного поселения. Описан эксперимент с фикусом каучуконосным, проанализированы данные опытно-экспериментальной работы. В результате был сделан вывод, что растение может служить источником тока, а также источником дополнительной энергии.

ABSTRACT

The article suggests finding an additional source of energy in the form of a plant for a lunar settlement. An experiment with Ficus elastica is described, and the data from the experimental work are analyzed. As a result, it was concluded that the plant can serve as a source of current and additional energy.

Ключевые слова: внутреннее электрическое поле, растение, источник энергии, электродвижущая сила, сопротивление, конденсатор, лунное поселение.

Keywords: internal electric field, plant, energy source, electromotive force, resistance, capacitor, lunar settlement.

Электрическая энергия (электроэнергия) – это энергия, которая передаётся при перемещении электрических зарядов между точками с разным электрическим потенциалом. Это энергия, которая используется в технологическом процессе её производства, передачи, распределения и потребления [1].

Известно, что растение может использоваться как источник дополнительной электрической энергии, что очень важно в условиях ограниченных ресурсов на других планетах. Электрические поля растений исследуются давно [3].  Однако основные направления исследований – либо влияние электрического тока на рост растений, либо возникновение электродвижущей силы на отдельных частях растения [2]. Нас заинтересовал вопрос: обладает ли электродвижущей силой растение целиком?

Нами проведена опытно-экспериментальная работа. Были измерены электродвижущая сила и сопротивление растения «Фикус Каучуконосный», которые составили 135 мВ и 14,7 кОм соответственно. В результате нами было определено, что большое сопротивление исключает возможность использовать растение как источник питания.

Известно, что в процессе фотосинтеза участвует и образуется большое количество зарядов. Перемещаться по растению они могут либо под действием внутреннего электрического поля, либо используя капиллярные явления. Для измерения постоянного напряжения и сопротивления, использовался мультиметр в диапазоне от 0-200 мВ с точностью до 1 мВ и от 0-2 мОм с точностью 1 кОм соответственно.

В первом эксперименте исследовалась зависимость напряжения от координаты х вдоль ствола растения. Электроды размещались на глубине 3 мм внутри ствола, через каждые 10 см. Схема подключения растения к конденсатору, позволяющая создать систему накопления электрической энергии, представлена на рисунке 1 (рис.1). За 0 принимался уровень почвы.

Рисунок 1. Схема эксперимента

Измерения трёхкратно повторялись в разные дни, при разном освещении (рис. 2). U₁ – в яркий солнечный день, U₂ – в пасмурный день, U₃ – в освещенном помещении. С ростом освещенности увеличивается напряжение между крайними точками растения и на высоте 60 см от почвы максимальное значение достигает 135 мВ (при ярком солнце), что указывает на фотосинтез как основной фактор создания напряжения между крайними точками растения. Характер зависимости U(х) не меняется при изменении внешних условий. Функция – монотонная, выходящая на насыщение. Это позволяет усреднять измеренные значения U(х) для качественной оценки электродвижущей силы растения. Между крайними точками растения мультиметром было измерено сопротивление, которое составило 14,7 кОм. При таком большом сопротивлении мощность биологического источника тока составляет . Она слишком мала, что бы можно было говорить о растении, как об источнике тока. Становится понятно, почему использование растений в качестве электродвижущей силы до сих пор трудно реализуемо – из-за большого сопротивления.

Рисунок 2. Зависимости U(х) при разном освещении:

- яркий солнечный день; - пасмурный день;   - лампа дневного света.

Мы предлагаем идею использовать электрическое поле растения, как источник напряжения – для зарядки конденсатора (рис. 3).

Рисунок 3. Растение – источник напряжения

При подсоединении растения к конденсатору емкостью С=1 мФ можно снимать с растения заряд CU=1*10^-3 Ф_*0,135 В =1,35*10^-4 Кл, и делать это в непрерывном режиме, накапливая энергию конденсатора, равного

Заметим, что исходя из наших расчетов, с промышленной теплицы размером S = 10*20 = 200 м²  можно получать за сутки 2500 Дж энергии.

Таким образом, растения могут выступать в роли источника электрического тока и экологически чистой энергии.

Список литературы:

1. Голицын М.В. Альтернативные энергоносители / М.В. Голицын, А.М. Голицын, Н.М. Пронина. – Москва: Наука, 2004. – 157 с.
2. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания / В. М. Найдыш. - Москва: Гардарики, 2002. – 475 с.
3. Трофимова Т.И. Курс физики / Т. И. Трофимова. – Москва: Академия, 2017. - 557 с.