Курс: «Физика и механика», модуль «Возобновляемая энергия»
Генератор с ручным приводом
Самый большой действующий турбогенератор (1450 МВт) установлен на Игналинской атомной электростанции в Литве, СССР. Генераторы различаются По типу двигателей внутреннего сгорания и потребляемого устройствами типа топлива генераторы делятся на дизельные генераторы, бензиновые генераторы и газовые генераторы. Генераторы бывают синхронными и асинхронными. Генераторы бывают однофазными (220 В) и трехфазными (380 В)
Физика
  • Аккумулирование энергии
  • Потребление энергии
  • Преобразование энергии
  • Научные исследования
Технология
  • Работа с чертежами
  • Сборка модели
  • Оценка качества сборки
  • Использование редукторов
Проектирование
    • Конструкторские расчеты
    • Определение вида энергии
    • Исследования и измерения
    Математика
    • Построение графиков
    • Измерение расстояний
    • Регистрация показаний приборов
    • Измерение времени
    В технический словарик
      • Эффективность
      • Расстояние
      • Джоуль
      • Работа
      Дополнительно потребуется
        • Миллиметровая бумага
        • Линейка или рулетка
        • Секундомер или таймер
        Установление взаимосвязей
        Генератор предназначен для преобразования механической энергии в электрическую энергию. Генератор приводится в действие вращением ручки. Чем быстрее ее вращают, тем больше энергии производит генератор.

        Соберите генератор и изучите его способность производить электроэнергию.
        Конструирование
        Сборка генератора и электромобиля
        (Технологические карты 1А и 1В, с. 15, шаг 16)
        • Проверьте качество сборки и работоспособ- ность модели. Ослабление втулки может умень- шить трение.
        • Плотно соедините разъемы.
        • Перед проведением испытаний убедитесь, что показание мультиметра (в Дж) равно 0.
        • Отметьте линию старта для электромобиля.
        Рефлексия
        Крутим и едем

        Учащиеся должны исследовать, какое количество энергии (Дж) вырабатывает генератор с ручным при- водом за 60 секунд и какое расстояние может про- ехать электромобиль с таким запасом энергии.

        Прежде всего предложите ребятам подумать, сколько энергии может выработать генератор за 60 секунд, и представить свои предположения в виде графика в координатах «энергия–время».
        Затем попросите их измерить, сколько энергии вы- работал генератор с ручным приводом за 60 секунд, и нанести показания мультиметра, зарегистрирован- ные с интервалом в 10 секунд, на тот же график.

        Пусть после этого учащиеся определят, как длина пробега электромобиля зависит от величины запа- сенной энергии.

        Полученные результаты будут различаться; уча- щиеся увидят, что длина пробега электромобиля зависит от величины запасенной энергии.

        Чтобы проверить, как учащиеся усвоили мате- риал, задайте им следующие вопросы:

        • Какие факторы вы учитывали, выдвигая свои предположения?
        • Как вы можете объяснить полученные вами ре- зультаты?
        • Можете ли вы определить закономерность полу- ченных результатов?
        Количество энергии, запасенной в течение заданно- го промежутка времени, пропорционально скорости вращения ручки генератора.

        • Чем обеспечивается достоверность полученных вами результатов?
        Необходимо провести измерения несколько раз при одинаковых условиях, в том числе при неизменной точке старта электромобиля и на той же самой дорожке.

        Развитие
        Увеличиваем скорость вращения генератора с помощью редуктора

        (Технологические карты 1А и 1В, с. 16, шаг 1)
        Учащиеся должны исследовать, какое количество энергии (Дж) вырабатывает генератор за 60 секунд и какое расстояние может проехать электромобиль с таким запасом энергии.

        Прежде всего предложите ребятам переделать ре- дуктор генератора, а затем подумать, используя свои знания о свойствах шестерен, сколько энергии может выработать генератор за 60 секунд, и представить свои предположения в виде графика в координатах «энергия–время».

        Затем попросите их измерить, сколько энергии вы- работал генератор с ручным приводом за 60 секунд, и нанести показания мультиметра, зарегистрирован- ные с интервалом в 10 секунд, на тот же график.

        И, наконец, пусть ребята определят, как длина пробе- га электромобиля зависит от количества запасенной энергии.

        Полученные результаты будут различаться, но существенное возрастание количества запасенной энергии учащиеся заметят. В идеале они должны предсказать 60-процентное увеличение этой ве- личины. Длина пробега электромобиля зависит от величины запасенной энергии.

        Параметры, влияющие на результат

        Предложите учащимся определить и выписать не ме- нее трех параметров, влияющих на эффективность работы генератора и электромобиля, и объяснить, в чем и как это выражается.

        Некоторое влияние на работу генератора могут оказать изменения в редукторе, длина ручки, ско- рость ее вращения, сила и выносливость человека вращающего ручку. На длину пробега электромо- биля влияют его вес, характеристики шестерен и состояние поверхности испытательной дорожки.
        Made on
        Tilda