Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Акумулятор - це універсальний накопичувач електричного заряду, який часто зустрічається в мобільних пристроях.
Від звичайної батарейки він відрізняється насамперед можливістю перезарядки.
Додаткова інформація для вчителів (1/4)
Попередні знання
Учні повинні вміти користуватися блоком живлення.
Принцип
У цьому експерименті вивчається поняття накопичення енергії. Для цього акумулятор заряджається електричною енергією, виробленою сонячною батареєю.
Додаткова інформація для вчителів (2/4)
Мета навчання
У цьому простому експерименті учні дізнаються про один із способів зберігання енергії за допомогою акумулятора.
Завдання
Спробуйте накопичити електричну енергію, вироблену сонячною батареєю, за допомогою акумулятора.
Додаткова інформація для вчителів (3/4)
Зауваження щодо підготовки та виконання роботи
Акумуляторні батареї можуть мати різний рівень заряду.
Перед початком експерименту перевірте, чи не розряджена ваша батарея настільки, що лампочка не світиться на початку експерименту. Якщо лампочка світиться, батарею можна досить швидко розрядити за допомогою лампочки на 6 В.
Однак, з іншого боку, батарея може бути настільки глибоко розрядженою, що часу зарядки в 7 хвилин буде недостатньо. У цьому випадку час зарядки необхідно збільшити.
Додаткова інформація для вчителів (4/4)
Зауваження щодо підготовки та виконання роботи
- Якщо це сонячний день, галогенну лампу можна замінити сонцем.
- У цьому випадку в експериментальній установці можна не використовувати штатив, ковзну опору для оптичної лави і поглинаючу пластину, а сонячну батарею можна розмістити безпосередньо на сонці. Сонячна енергія заряджає батарею набагато більше за той самий проміжок часу, так що лампочка в кінці експерименту світить помітно яскравіше.
- Кількість збереженої енергії залежить від часу зарядки, струму зарядки і ємності акумулятора.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Учні також повинні переконатися, що сонячна батарея надійно закріплена на велосипеді.
Інформація для учнів
Мотивація
Мобільні зарядні пристрої з живленням від батареї
У наш час у кожного є смартфон, а у більшості людей ще й комп'ютер або планшет. Всі ці пристрої живляться від вбудованого акумулятора, що дозволяє їм функціонувати навіть без постійного підключення до електромережі.
Кульмінацією цієї технології наразі є електромобіль, і можна передбачити, що ця форма мобільності стане такою ж поширеною, як і смартфон сьогодні.
Сьогодні ми хочемо ближче познайомитися з акумулятором, щоб зрозуміти, як він насправді зберігає енергію.
Завдання
Експериментальна установка
Спробуйте накопичити електричну енергію, вироблену сонячною батареєю, за допомогою акумуляторної батареї.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | З'єднувальний, кутовий, модуль SB | 05601-02 | 4 |
| 2 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль SB | 05601-04 | 2 |
| 3 | Патрон для лампи розжарювання Е 10, модуль SB | 05604-00 | 1 |
| 4 | Лампи розжарювання, 1.5 В/ 0,15 A, E10, 10 шт. | 06150-03 | 1 |
| 5 | Сонячна батарея, 4 елементи, з кабелем, роз'ємами | 06752-22 | 1 |
| 6 | Галогенна лампа з рефлектором, 12 В / 20 Вт | 05780-00 | 1 |
| 7 | Тримач для галогенних ламп із рефлектором | 05781-00 | 1 |
| 8 | Тримач для батарейки (тип АА), модуль SB | 05606-00 | 1 |
| 9 | Ni-MH акумулятор, 1,3 A год/ 1,2 В, розмір АА, 1 пара | 07922-03 | 1 |
| 10 | Сонячний колектор для учнівських експериментів | 05760-00 | 1 |
| 11 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 1 |
| 12 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 2 |
| 13 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 |
| 14 | Секундомір, цифровий, 24 години, 1/ 100 с та 1 с | 24025-00 | 1 |
| 15 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 16 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Підготовка (1/2)
1. Зберіть експериментальну установку з 2 регульованих частин основи штатива та двох штативних стрижнів (рис. 1 і рис. 2).
2.Закріпіть лампу в лівій частині основи штатива і підключіть її до блоку живлення (12 В~) (рис. 3).
Блок живлення вимкнено.
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Підготовка (2/2)
3.Встановіть чорну поглинаючу пластину на шток (рис. 4).
Закріпіть шток з пластиною в ковзну опору для оптичної лави і поставте його на стрижні (рис. 5).
4.Перемістіть ковзну опору так, щоб відстань між лампою і пластиною становила 7 см, а потім вирівняйте пластину паралельно ковзній опорі.
Встановіть сонячну батарею на ковзну опору (рис. 6).
5.Зберіть електричне коло, як показано на рис. 7. Вкрутіть лампочку на 1,5 В у патрон.
Рисунок 4
Рисунок 6
Рисунок 5
Рисунок 7
Виконання роботи (1/2)
1.Встановіть батарею в тримач для батареї та підключіть її до модуля переривчастої лінії схеми (рис. 8).
2.Перевірте, чи світиться лампочка.
Зніміть модуль з лампочкою і замініть його на модуль для підключення сонячної батареї (рис. 9).
3.Підключіть сонячну батарею до електричного кола (рис. 10).
Переконайтеся, що червоний провідник з'єднаний з позитивним полюсом тримача акумулятора (рис. 11).
Рисунок 8
Рисунок 10
Рисунок 9
Рисунок 11
Виконання роботи (2/2)
Рисунок 12
4.Увімкніть галогенну лампу і запустіть секундомір.
Через 7 хвилин вимкніть галогенну лампу (рис. 12).
5.Замініть перерваний лінійний модуль на лінійний модуль з лампочкою.
Зверніть увагу, світиться лампочка чи ні.
Поспостерігайте за лампочкою протягом однієї хвилини. Запишіть свої спостереження у протокол експерименту.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті в потрібне місце Під час виконання першого завдання ____ була розряджена, тому ____ не загорілася, оскільки на неї не подається живлення. Якщо батарею під'єднати до підсвіченого ____, вона ____. Якщо тепер повторити експеримент, лампочка загориться, тому що тепер вона може живитися ____, що зберігається в батареї.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання