Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
У цьому експерименті електрична енергія, що генерується вітрогенератором, використовується для зарядки акумулятора.
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
Попередні знання
Учні повинні знати, як працюють вітрові турбіни та акумулятори.
Принцип
У цьому експерименті спостерігається, як вітрова турбіна приводиться в рух штучним повітряним потоком, а потім акумулятор заряджається виробленою електроенергією.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Мета навчання
Учні знайомляться з поняттям акумулятора, який можна використовувати для зберігання енергії, виробленої вітрогенераторами.
Завдання
Спробуйте акумулювати енергію, вироблену вітрогенератором, за допомогою акумуляторної батареї.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Зауваження щодо підготовки та виконання роботи
На початку експерименту вимикач у колі повинен бути розімкнений, інакше вітрогенератор буде працювати від акумулятора, і це буде помітно. Наприкінці експерименту його слід знову розімкнути, інакше акумулятор швидко розрядиться через вітрогенератор.
Акумулятори доступні для використання з різним розміром заряду. Перед початком експерименту перевірте, чи не розрядився акумулятор настільки, що лампочка не світиться на початку експерименту.
Коли лампочка світиться, батарею можна досить швидко розрядити за допомогою лампочки розжарювання на 6 В.
З іншого боку, акумулятор може бути настільки глибоко розряджений, що часу зарядки в 3 хвилини буде недостатньо. У цьому випадку час заряджання необхідно збільшити.
Інструкції з техніки безпеки
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів під час викладання природничих наук.
Переконайтеся, що учні знаходяться позаду вентилятора і не простягають руки в простір між вентилятором і вітровою турбіною під час подачі напруги і обертання вітрової турбіни.
Інформація для учнів
Мотивація
Штиль
Коли вітрові турбіни виробляють надлишок електроенергії, її можна використовувати для зарядки накопичувачів енергії.
Наприклад, надлишок енергії можна використати для підняття води у водосховище.
Якщо згодом виникне дефіцит енергії, потенційну енергію висоти води можна буде перетворити назад в електрику за допомогою водяного генератора.
У цьому експерименті цей принцип відтворено за допомогою використання енергії вітру для заряджання акумулятора.
Завдання
Експериментальна установка
Спробуйте накопичити енергію, вироблену вітрогенератором, за допомогою акумуляторної батареї.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | З'єднувальний, прямий, модуль SB | 05601-01 | 1 |
| 2 | З'єднувальний, кутовий, модуль SB | 05601-02 | 4 |
| 3 | З'єднувальний, розімкнутий, модуль SB | 05601-04 | 2 |
| 4 | Вимикач вкл./викл., модуль SB | 05602-01 | 1 |
| 5 | Патрон для лампи розжарювання Е 10, модуль SB | 05604-00 | 1 |
| 6 | Лампи розжарювання, 1.5 В/ 0,15 A, E10, 10 шт. | 06150-03 | 1 |
| 7 | Ni-MH акумулятор, 1,3 A год/ 1,2 В, розмір АА, 1 пара | 07922-03 | 1 |
| 8 | Тримач для батарейки (тип АА), модуль SB | 05606-00 | 1 |
| 9 | Повітродувка, 12 В | 05750-00 | 1 |
| 10 | Генератор з віссю різьби і гайками для кріплення | 05751-01 | 1 |
| 11 | Ротор, 2 шт. | 05752-01 | 1 |
| 12 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 |
| 13 | З'єднувальний провідник, 500 мм, червоний | 07361-01 | 2 |
| 14 | З'єднувальний провідник, 500 мм, синій | 07361-04 | 2 |
| 15 | Секундомір, цифровий, 24 години, 1/ 100 с та 1 с | 24025-00 | 1 |
| 16 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 2 |
| 17 | Ковзна опора для оптичної лави | 09822-00 | 1 |
| 18 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 19 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Підготовка (1/4)
1. Зберіть експериментальну установку з двох регульованих ніжок (основи) штатива і двох штативних стрижнів (рис. 1 і 2).
2.Закріпіть вентилятор в лівій частині основи штатива, щоб сторона з розетками була спрямована в бік від довгих стрижнів (рис. 3).
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
Підготовка (2/4)
3. Встановіть на вісь генератора два ротори один за одним (рис. 4).
4.Потім рівномірно розташуйте шість лопатей (крил) на відстані один від одного (рис. 5).
5.Встановітьгенератор на опору та помістить його на стержні штатива (рис. 6).
Рисунок 4
Рисунок 5
Рисунок 6
Підготовка (3/4)
Рисунок 7
6. Підключіть вентилятор до блоку живлення. Вентилятор повинен бути підключений до клем для постійного струму (рис. 7).
Блок живлення на цей час залишається вимкненим.
Підготовка (4/4)
7. Зберіть схему, як показано на рисунку 8.
8. Увімкніть вимикач і вкрутіть лампу 1,5 В у патрон.
На рисунку 9 показано перемикач у відкритому положенні, на рисунку 10 - у закритому.
9. Помістіть акумулятор у тримач і підключіть його до модуля з двома гніздами (роз'ємами) (рис. 11).
Рисунок 8
Рисунок 10
Рисунок 9
Рисунок 11
Виконання роботи (1/2)
Рисунок 12
Рисунок 13
1.Замкніть вимикач у електричному колі.
Зверніть увагу, чи загорілася лампочка.
Відкрийте вимикач і замініть модуль лампи на модуль переривчастої лінії (рис. 12).
2.Підключіть генератор до електричного кола (рис. 13).
Переконайтеся, що червоний з'єднувальний провідник підключений до позитивного полюса акумулятора.
Виконання роботи (2/2)
Рисунок 14
Рисунок 15
3.Увімкніть блок живлення і поверніть ручку регулювання сили струму вправо. Потім поверніть ручку регулювання напруги на 12 В (рис. 14).
4. Замкніть вимикач і зафіксуйте час за допомогою секундоміра (рис. 15). Через 3 хвилини знову розімкніть вимикач.
5.Вимкніть джерело живлення і знову замініть перерваний модуль лінії на модуль лінії з лампочкою.
Замкніть вимикач і відмітьте в протоколі експерименту, загорілася лампочка чи ні.
Протокол
Завдання 1
Вставте слова в тексті в потрібне місце Під час першого включення ____ розряджена, а ____, відповідно, не світиться, оскільки не отримує живлення. Якщо батарею підключити до ____, вона зарядиться. Якщо тепер повторити початковий експеримент, лампочка засвітиться, тому що тепер вона може живитися ____, що зберігається в батареї.
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання
Завдання 5
Завдання 4
Що описують ці фізичні величини?
Завдання на схемі: розташуйте підписи по місцях. Підписи: Енергія; =; Час; Довжина; Маса; ККД; Температура; Тиск; Площа. Місця на схемі: Енергія; Час.