Загальна інформація
Застосування
Сонячний елемент
Зберігання електричної енергії сонячного елемента за допомогою акумулятора
Для відновлюваних джерел енергії важливо поліпшувати можливості накопичення, бо, наприклад, сонячна енергія доступна не в будь-який час.
У цьому досліді треба показати, як за допомогою звичайного «акумулятора» можна накопичити електричну енергію сонячного елемента, щоб скористатися нею в інший час.
Акумулятор
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Основи вимірювання сили струму й напруги, а також визначення енергії та потужності за цими вимірюваними величинами мають бути відомі.
Принцип
В акумуляторі електрична енергія перетворюється на хімічну і накопичується. Найкращі акумулятори здатні знову віддати до 95 % підведеної енергії. Коефіцієнт корисної дії Ni-MH-акумулятора, який використовують у цьому досліді, становить до 70%.
У цьому досліді досліджують заряджання та розряджання акумулятора за чотирьох різних часів заряджання.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні усвідомлюють зв'язок між енергією, яку віддає сонячний елемент, її накопиченням і подальшим використанням.
Вказівка
За сильного нагрівання потужність сонячного елемента спадає. Тому лампу треба вимикати одразу після кожного вимірювання!
Щоб поліпшити результати досліду, перед самим дослідом акумулятор потрібно підготувати, кілька разів зарядивши й розрядивши його.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Щодо H- і P-формулювань звертайся до паспорта безпеки відповідної хімічної речовини.
Теорія
- Акумулятор - це елемент, який можна заряджати повторно.
- Під час заряджання в акумуляторі електрична енергія перетворюється на хімічну енергію.
- Якщо приєднати споживач, хімічна енергія знову перетворюється на електричну.
- Кожен акумулятор має номінальну напругу як опорне значення чи позначення.
Обладнання
Складання та виконання
Складання (1/2)
- Над сонячною батареєю на верхньому краї дошки ретельно закріпити гвинтом тримач із затискачем на опорі.
- У ньому закріпити штативний стрижень і спрямувати лампу на сонячну батарею.
- Відстань між серединою сонячної батареї та передньою частиною лампи має становити приблизно 35 см.
Складання (2/2)
Схема досліду
- Зібрати електричне коло за рисунком.
- Приєднати акумулятор, дотримуючись полярності.
- Перемикач має бути здатний замкнути електричне коло.
- Увести в коло мультиметри для вимірювання сили струму та напруги.
- ВКАЗІВКА: у випадку сонячного елемента будь-яке стороннє освітлення може спотворити результати вимірювань! Тому кімнату слід максимально затемнити.
Виконання (1/3)
Виконання - заряджання акумулятора
- Спрямувати лампу на сонячний елемент і увімкнути її.
- Перемкнути перемикач і заряджати акумулятор 30 секунд.
- Через 30 секунд обчислити електричну роботу за відомими величинами. Одночасно вимкнути лампу.
- Одержані значення записати в опрацюванні результатів (таблиця).
Виконання (2/3)
Виконання - розряджання акумулятора
- Знову перебудувати електричне коло (рисунок)
- Перемкнути перемикач і розряджати акумулятор.
- Спостерігати за лампою розжарювання.
- Записати час, коли лампа розжарювання перестане світитися.
- Записати електричну роботу, яка знадобилася лампі розжарювання, щоб розрядити акумулятор.
Виконання (3/3)
- Повторити дослід із часом заряджання акумулятора 60 секунд, а потім також зі 120 і 240 секундами.
- Результати вимірювань перенести в таблицю в опрацюванні результатів.
-_6grr_1M.avif)
Опрацювання результатів (1/2)
Вдалося одержати такі значення:
Час заряджання
Тривалість світіння
Електр. робота
(заряджання)
Електр. робота
(розряджання)
Час заряджання:30 с, тривалість світіння =
Час заряджання:60 с, тривалість світіння =
Час заряджання:120 с, тривалість світіння =
Час заряджання:240 с, тривалість світіння =
30 с 60 с 120 с 240 с
Час заряджання:30 с, електр. робота заряджання =
Час заряджання:60 с, електр. робота заряджання =
Час заряджання:120 с, електр. робота заряджання =
Час заряджання:240 с, електр. робота заряджання =
Час заряджання:30 с, електр. робота розряджання =
Час заряджання:60 с, електр. робота розряджання =
Час заряджання:120 с, електр. робота розряджання =
Час заряджання:240 с, електр. робота розряджання =
Впиши слова, яких бракує. За довшого часу заряджання лампа розжарювання світиться довше. Проте тривалість світіння лампи розжарювання ніколи не досягає ____.
Опрацювання результатів (2/2)
Перетягни правильні слова в пропуски! Електрична робота при ____ помітно менша, ніж при ____ акумулятора. Причина, з одного боку, у ____ нікель-метал-гідридного акумулятора, який становить близько 70 %, а з другого - у тому, що лампа розжарювання випромінює більшу частину своєї енергії у вигляді ____ і меншу частину - у вигляді ____.