Урок № 22 Поурочный конспект по физике
Урок № 21 Поурочный конспект по физике
Группа 18 Дата 11.11.21
Тема урока: Генерирование электрической энергии. Трансформатор. Производство, использование и передача электрической энергии.
Цель урока : изучение использования электроэнергии, начиная с процесса её генерирования.
Задачи урока: образовательная: создать условия для формирования знаний обучающихся о физических основах производства, передачи и использования электрической энергии; учащиеся изучить способ производства электроэнергии, виды электростанций, принципы трансформации тока на пути от производителя к потребителю; схему передачи электроэнергии;
развивающая: развивать коммуникативные, толерантных качества учащихся, логическое мышление (анализ, синтез, сравнение) при изучении данной темы, показывать связь науки с техникой, развивать аналитические навыки;
воспитательная: создать условия для поддержания эмоциональной и доброжелательной атмосферы в классе во время урока; воспитывать бережное отношение к расходованию электроэнергии.
ХОД УРОКА
I. . Проверка домашнего задания.
1. При каких условиях возникают автоколебания?
2. Назовите условия возникновения резонанса в электросети?
3. В чем отдичия автоколебаний от вынужденных колебаний?
|
|
|
4. Проверка решения домашних задач №1 стр.100 (Ф=ВScosωt, ε=-Ф'=ωВSsinωt εмах=ωВS=2πνВS=2*3,14*50об/с*0,2 Тл*0,01м²=0,628В)
II. Изучение нового материала
Производится электроэнергия на электрических станциях с помощью электромеханических индукционных генераторов. Существует 2 основных типа электростанций: тепловые и гидроэлектрические, различающиеся двигателями, вращающими роторы генераторов. На тепловых электро-станциях источником энергии является топливо: уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами или двигателями внутреннего сгорания.
Тепловые паротурбинные электростанции - ТЭС наиболее экономичны. В паровом котле свыше 90% выделяемой топливом энергии передается пару. В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору. Вал турбины жестко соединен с валом генератора. Паровые турбогенераторы весьма быстроходны: число оборотов ротора составляет несколько тысяч в минуту. КПД тепловых двигателей увеличивается с повышением начальной температуры рабочего тела (пара, газа). Поэтому поступающий в турбину пар доводят до высоких параметров: температуру — почти до 550 °С и давление — до 25 МПа. Коэффициент полезного действия ТЭС достигает 40%. Большая часть энергии теряется вместе с горячим отработанным паром.
|
|
|
Тепловые электростанции — ТЭЦ позволяют значительную часть энергии отработанного пара использовать на промышленных предприятиях и для бытовых нужд. В результате КПД ТЭЦ достигает 60—70%. В России ТЭЦ дают около 40% всей электроэнергии и снабжают электроэнергией сотни городов.
На гидроэлектростанциях - ГЭС для вращения роторов генераторов используется потенциальная энергия воды. Роторы электрических генераторов приводятся во вращение гидравлическими турбинами. Мощность такой станции зависит от создаваемого плотиной напора и массы воды, проходящей через турбину в каждую секунду. Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии.
Атомные электростанции - АЭС в России дают около 10% электроэнергии.
Главным потребителем электроэнергии является промышленность - 70% производимой электроэнергии. Крупным потребителем является также транспорт. Большая часть используемой электроэнергии сейчас превращается в механическую энергию, т.к. почти все механизмы в промышленности приводятся в движение электрическими двигателями.
|
|
|
Электроэнергию не удается консервировать в больших масштабах. Она должна быть потреблена сразу же после получения. Поэтому возникает необходимость в передаче электроэнергии на большие расстояния. Передача электроэнергии связана с заметными потерями, так как электрический ток нагревает провода линий электропередачи. В соответствии с законом Джоуля — Ленца энергия, расходуемая на нагрев проводов линии, определяется формулой где R — сопротивление линии, U — передаваемое напряжение, Р — мощность источника тока.
При очень большой длине линии передача энергии может стать экономически невыгодной. Снизить сопротивление линии R практически весьма трудно, поэтому приходится уменьшать силу тока I. Так как мощность источника тока Р = I * U, то для уменьшения передаваемой мощности нужно повысить передаваемое напряжение в линии передачи. Для этого на крупных электростанциях устанавливают повышающие трансформаторы. Трансформатор увеличивает напряжение в линии во столько же раз, во сколько раз уменьшает силу тока. Чем длиннее линия передачи, тем выгоднее использовать более высокое напряжение. Генераторы переменного тока настраивают на напряжения, не превышающие 16—20 кВ. Более высокое напряжение потребовало бы принятия сложных специальных мер для изоляции обмоток и других частей генераторов. Далее для непосредственного использования электроэнергии потребителем необходимо понижать напряжение. Это достигается с помощью понижающих трансформаторов. Понижение напряжения (и соответственно увеличение силы тока) осуществляются поэтапно. При очень высоком напряжении между проводами может начаться разряд, приводящий к потерям энергии. Допустимая амплитуда переменного напряжения должна быть такой, чтобы при заданной площади поперечного сечения провода потери энергии вследствие разряда были незначительными. Электрические станции объединены высоковольтными линиями электропередачи, образуя общую электрическую сеть, к которой подключены потребители. Такое объединение, называемое энергосистемой, дает возможность распределять нагрузки потребления энергии. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям.
|
|
|
Потребность в электроэнергии постоянно увеличивается как в промышленности, на транспорте, в научных учреждениях, так и в быту. Удовлетворить эту потребность можно 1) строительством новых мощных электростанций: тепловых, гидравлических и атомных, 2) эффективное использование электроэнергии: современные люминесцентные лампы, экономия освещения. Большие надежды возлагаются на получение энергии с помощью управляемых термоядерных реакций. Приоритет должен быть отдан увеличению эффективности использования электроэнергии, а не повышению мощности электростанций.
Трансформатор состоит из двух обмоток с разным числом витков, индуктивно связанных друг с другом благодаря наличию железного сердечника, используется для преобразования величины переменного напряжения. Периодические изменения тока в первичной обмотке вызывают соответствующие изменения магнитного потока, которые во вторичной обмотке индуцируют переменное напряжение. Напряжения на первичной и вторичной обмотках различаются из-за разного числа витков этих обмоток. Коэффициент трансформации это отношение числа витков вторичной и первичной обмоток трансформатора ( или напряжения- во вторичной и первичной обмотках)
K= 
= 
Ⅲ.Закрепление изученного материала
1. Приведите примеры машин и механизмов, в которых не используется электроток?
2. Как осуществляется передача элток на большие расстояния?
Ⅳ.Домашнее задание: изучить §26-27 , 28 раз реш задач, №1 стр.115
Урок № 22 Поурочный конспект по физике
Группа 18 Дата 18.11.21
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!