Загальна інформація
Застосування
Зберігання електричної енергії вітру
за допомогою акумулятора
Для відновлюваних джерел енергії дуже важливо поліпшувати можливості накопичення. Коли вітер дме безперервно, енергію у вітрових установках накопичують в акумуляторі.
Справжні вітрові установки здебільшого використовують свинцевий акумулятор, який має коефіцієнт корисної дії, подібний до Ni-MH-акумулятора, який використовують тут.
У цьому досліді треба показати, як можна накопичити електричну енергію вітряка, щоб скористатися нею в інший час.
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. Накопичену енергію потім можна знову перетворити на потрібну форму.
У цьому досліді також показано, що під час перетворення та накопичення втрат уникнути не вдається.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні усвідомлюють зв'язок між енергією, яку віддає вітряк, її накопиченням і подальшим використанням.
Вказівка
Повітродувку дозволено живити напругою щонайбільше 12 В, бо інакше двигун може вийти з ладу.
Обережно поводься з генератором. Не можна братися руками за лопаті ротора, що обертаються.
Щоб поліпшити результати досліду, перед самим дослідом акумулятор потрібно підготувати, кілька разів зарядивши й розрядивши його. У виконанні спершу треба зарядити акумулятор, тож брати слід розряджений акумулятор.
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.
Схема досліду - розряджання акумулятора на споживач
Обладнання
Складання та виконання
Складання (1/3)
- З лівого боку дошки закріпити повітродувку з тримачем (див. рисунок).
- Спрямувати повітродувку так, щоб вона створювала горизонтальний струмінь повітря вздовж дошки.
- Для вітряка скласти штативну лаву. Насунути ковзун на обидва штативні стрижні й провести стрижні крізь обидва отвори в затискних тримачах.
Складання (2/3)
- Приставити штативну лаву до дошки і вирівняти горизонтально.
- Закріпити 6 лопатей ротора на вітрогенераторі. Для доброго результату матову сторону лопатей спрямувати на бік, відвернений від вітру.
- Вставити вітрогенератор в отвір ковзуна.
- Відстань між вітрогенератором і повітродувкою має становити приблизно 5 см.
Складання (3/3)
- Зібрати електричне коло за рисунком, зважаючи при цьому на таке:
- Полярність акумулятора.
- Перемикач замикає електричне коло з лампою розжарювання.
- Мультиметри мають бути здатні вимірювати напругу та силу струму в обох колах.
- З'єднати повітродувку з виходом постійної напруги блока живлення.
Виконання (1/3)
- Установити на блоці живлення напругу 12 В.
- Перемкнути перемикач і заряджати акумулятор.
- Через 30 секунд поспостерігати за результатами вимірювань і припинити заряджання.
- Установити на блоці живлення напругу 0 В.
Виконання (2/3)
- Відповідно змінити точки вимірювання в колі.
- Перемкнути вимикач і розряджати акумулятор. Повітродувка лишається вимкненою.
- Спостерігати за лампою розжарювання та результатами вимірювань.
- Записати час, коли лампа розжарювання перестане світитися.
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.
Опрацювання результатів (1/2)
Вдалося одержати такі значення:
Час заряджання
Тривалість світіння
30 с, тривалість світіння=
60 с, тривалість світіння=
120 с, тривалість світіння=
240 с, тривалість світіння=
30 с 60 с 120 с 240 с
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! Добре видно, що 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 ____. Далі видно, що лампа розжарювання потребує для світіння рівно стільки ж ____, скільки віддав вітряк.