| Головна » Фізика |
Мета. Узагальнити і систематизувати знання учнів про змінний електричний струм як вимушене електричне коливання, виникнення змінної ЕРС, способи виробництва та передачі електричної енергії на великі відстані з мінімальними втратами; продовжити формувати вміння аналізувати, порівнювати, працювати з додатковою літературою та інтернет ресурсами розвивати в учнів творчість, самостійні компетентності, виховувати прагнення розширювати науковий світогляд та вдосконалювати свої знання. Обладнання та наочність: рамка в магнітному полі, генератор лабораторний, лампочка, схеми, карточки з завданнями, презентації, мультимедійне обладнання. Тип уроку. Урок узагальнення і систематизації знань.
Хід уроку 1. Організаційний етап. Налаштування психологічного настрою учнів на продуктивну роботу. 2. Актуалізація опорних знань та умінь. За запитаннями диктанту (слайд 1-15) 3. Мотивація навчальної діяльності учнів (слайд 16). 4. Повідомлення теми, мети і завдань уроку. 5. Узагальнення і систематизація знань. 1) Вступ. Енергетика. Енергія є основою життя людського суспільства. Ще відтоді, як люди навчилися використовувати вогонь, можна вважати, що відбулося народження енергетики, тобто декілька мільйонів років тому. Вогонь давав їм тепло і світло, був джерелом натхнення і оптимізму, зброєю проти ворогів і диких звірів, лікувальним засобом, помічником в землеробстві, консервантом продуктів, технологічним засобом і т.д. Красивий міф про Прометея, що дарував людям вогонь, з'явився в Древній Греції значно пізніше того, як у багатьох частинах світу були освоєні методи досить витонченого поводження з вогнем, його отриманням і гасінням, збереженням вогню і раціональним використанням палива. Протягом багатьох років вогонь підтримувався шляхом спалювання рослинних енергоносіїв (деревини, чагарників, очерету, трави, сухих водоростей і т.п.), а потім була виявлена можливість використовувати для підтримки вогню викопні речовини: кам'яне вугілля, нафту, сланці, торф. На сьогоднішній день енергія залишається головною складовою життя людини. Вона дає можливість створювати різні матеріали, є одним з головних чинників при розробці нових технологій. Простіше кажучи, без освоєння різних видів енергії людина не здатна повноцінно існувати. 2)Електроенергетика — базова галузь економіки України. Вона одна з найстарших у країні. Виробництво електроенергії ґрунтується на спалюванні вугілля, мазуту, природного газу, використанні атомної енергії, енергії рік. 3)Переваги електричної енергії (3 слайд ) Серед придатних до використання і економічно вигідних форм енергії особливе місце займає електрична енергія. Цілий ряд переваг стали причиною того,щ о електроенергія використовується в сучасному суспільстві найширше. По-перше: електрична енергія порівняно легко може бути отримана за рахунок інших видів енергії(механічною. внутрішньою, хімічною); по-друге, порівняно просто здійснити і зворотний процес; по-третє, цю енергію можна передавати з дуже незначними втратами на великі відстані від місця виробництва до місця споживання; по-четверте, електрична енергія легко дробиться, що дуже важливо для її розподілу за потребами споживачів. 4) Загальна схема виробництва електроенергії. (Слайд 20) 5) Схема передачі електроенергії на відстань. Втрати електроенергії в лінії передач (Слайд 22-24) Споживачі електроенергії існують всюди. Виробляється ж вона в порівняно деяких місцях, близьких до джерел паливних і гідроресурсів. Тому виникає необхідність передачі електроенергії на відстані, що досягають іноді сотень кілометрів. Але передача електроенергії на великі відстані зв'язана з помітними втратами. При протікаючи струму по лініях електропередач вони нагріваються. Відповідно до закону Джоуля - Ленца, енергії, що витрачається на нагрівання проводів лінії, визначається формулою Q = I2Rt де R - опір лінії. На великих відстанях передача енергії по лініях передач може стати взагалі економічно невигідною. Для зменшення втрат можна, звичайно, йти по шляху зменшення опору R лінії за допомогою збільшення площі поперечного перерізу дротів або їх охолодження до стану надпровідності. Але для зменшення R, приміром, у 100 разів потрібно збільшити масу дроту також у 100 разів. Ясно, що не можна допустити такої великої витрати дорогого кольорового металу, не говорячи вже про труднощів закріплення важких проводів на високих щоглах, охолодження до стану надпровідності несе ще більші витрати. Тому втрати енергії в лінії знижують іншим шляхом: зменшенням струму в лінії. Наприклад, зменшення струму в 10 разів зменшує виділення кількості теплоти в провідниках в 100 разів, тобто досягається такий же ефект, що і від сторазового потовщення проводів. Отже, для збереження переданої потужності потрібно підвищити напруга в лінії передач. Причому, чим довша лінія передач, тим вигідніше використовувати більш високу напругу. Тому на великих електростанціях ставлять підвищувальні трансформатори. Трансформатор збільшує напругу в лінії в стільки ж разів, у скільки зменшує силу струму. Втрати потужності при цьому невеликі. Для безпосереднього використання електроенергії в двигунах електроприводів верстатів, в освітлювальній мережі і для інших цілей напругу на кінцях лінії потрібно понизити. Це досягається за допомогою понижуючих трансформаторів. Причому зазвичай зниження напруги і відповідно збільшення сили струму відбувається в кілька етапів. Схема передачі і розподілу електроенергії 7) Енергетика сьогодні і в майбутньому Технічне становище електроенергетики незадовільне: необхідна модернізація устаткування та впровадження нових ресурсозберігаючих технологій, розробка альтернативних джерел електроенергії (сонячні, вітряні, геотермальні електростанції). 8) Карта схема лінії передач (Слайд 25) 9) Принцип дії найпростішого генератора (Слайд 26-28) 10)Типи електростанцій. (Слайд 29 -41) Розглядається за заздалегідь підготовленими повідомленнями і презентаціями учнів. 11)Використання електроенергії. Розглядається за заздалегідь підготовленими повідомленнями учнів. ХХ століття стало століттям, коли наука вторгається в усі сфери життя суспільства: економіку, політику, культуру, освіту і т.д. Природно, що наука безпосередньо впливає на розвиток енергетики і сферу застосування електроенергії. З одного боку наука сприяє розширенню сфери застосування електричної енергії і тим самим збільшує її споживання, але з іншого боку в епоху, коли необмежене використання не відновлювальних енергетичних ресурсів несе небезпеку для майбутніх поколінь, актуальними завданнями науки стають завдання розробки енергозберігаючих технологій і впровадження їх у життя. Близько 80% приросту ВВП розвинених країн досягається за рахунок технічних інновацій, основна частина яких пов'язана з використанням електроенергії. Якщо в ХIХ столітті наукові розрахунки проводилися за допомогою пера і паперу, то у вік НТР теоретичні розрахунки, відбір та аналіз наукових даних і навіть лінгвістичний розбір літературних творів робляться за допомогою ЕОМ, які працюють на електричній енергії. Але якщо спочатку ЕОМ використовувалися для наукових розрахунків, то тепер з науки комп'ютери прийшли в життя. Зарази ЕОМ використовуються у всіх сферах діяльності людини: для запису і зберігання інформації, створення архівів, підготовки та редагування текстів, виконання креслярських і графічних робіт, автоматизації виробництва та сільського господарства, автоматизація виробництва. З мікроелектронікою безпосередньо пов'язано і розвиток комплексної автоматизації, якісно новий етап якої почався після винаходу в 1971 році мікропроцесора, що вбудовується в різні пристрої для керування їх роботою. Мікропроцесори прискорили зростання робототехніки. Більшість застосовуваних нині роботів відноситься до так званого першого покоління, і застосовуються при зварюванні, різанні, пресуванні, нанесення покриттів і т.д. На їх зміну приходять роботи іншого покоління обладнані прибудовами для розпізнавання навколишнього середовища. А роботи -"інтелектуали" третього покоління будуть "бачити", "відчувати", "чути". Вчені й інженери серед найбільш пріоритетних сфер застосування роботів називають атомну енергетику, освоєння космічного простору, транспорту, торгівлю, складське господарство, медичне обслуговування, переробку відходів, освоєння багатств океанічного дна. Основна частина роботів працюють на електричній енергії, але збільшення споживання електроенергії роботами компенсується зниженням енерговитрат у багатьох енергоємних виробничих процесах за рахунок впровадження більш раціональних методів і нових енергозберігаючих технологічних процесів. Всі нові теоретичні розробки після розрахунків на ЕОМ перевіряються експериментально. І, як правило, на цьому етапі дослідження проводяться за допомогою фізичних вимірів, хімічних аналізів і т.д. Тут інструменти наукових досліджень різноманітні - численні вимірювальні прилади, прискорювачі, електронні мікроскопи, магніторезонансна томографії і т.д. Основна частина цих інструментів експериментальної науки працюють на електричній енергії. Дуже бурхливо розвивається наука в галузі засобів зв'язку та комунікацій. Супутниковий зв'язок використовується вже не тільки як засіб міжнародного зв'язку, але і в побуті. Нові засоби зв'язку, наприклад волоконна техніка, дозволяють значно знизити втрати електроенергії в процесі передачі сигналу на великі відстані. До початку "кібернетичної" революції існувала лише паперова інформатика, основним засобом сприйняття якої залишався людський мозок, і яка не використовувала електроенергію. "Кібернетична" революція породила принципово іншу - машинну інформатику, відповідно гігантський потік інформації, джерелом енергії для якого є електроенергія. Створені зовсім нові засоби отримання інформації, обробки і передачі, в сукупності утворюють складну інформаційну структуру. Вона включає АСУ(автоматизовані системи управління), інформаційні банки даних, автоматизовані інформаційні бази, обчислювальні центри, відеотерміналів, копіювальні апарати та фототелеграфування, загальнодержавні інформаційні системи, системи супутникового і швидкісний волокнисто-оптичного зв'язку - все це необмежено розширило сферу використання електроенергії. Вчені вважають, що в даному випадку мова йде про нову еру"інформаційної" цивілізації, що прийшла на зміну традиційної організації суспільства індустріального типу. Такий перехід від індустріального суспільства до "інформаційної цивілізації" стало можливим багато в чому завдяки розвитку енергетики та забезпечення зручним в передачі і застосування видом енергії - електричною енергією. Сучасне суспільство неможливо уявити без електрифікації виробничої діяльності. Вже в кінці 80-х років понад 1/3 всього споживання енергії у світі здійснювалося у вигляді електричної енергії. Зараз ця частка може збільшитися до 1/2. Таке зростання споживання електроенергії, насамперед пов'язаний зі зростанням її споживання в промисловості. Основна частина промислових підприємств працює на електричній енергії. Високе споживання електроенергії характерно для таких енергоємних галузей, як металургія, алюмінієва та машинобудівна промисловість. В побуті електроенергія стала невід'ємним помічником. Побутова техніка, засоби зв’язку і інформації, електронагрівальні прилади, комп’юторна техніка – невід’ємна частина комфорту кожної оселі. Адже якщо нас знеструмити назавжди, то ми просто повернемося в ті давні часи, коли готували їжу на багатті і жили в холодних вігвамах. Важко уявити нашу працю і побут без електрики. Її широко використовують у промисловості, на транспорті, у зв’язку, в медицині й мистецтві. Електрика дозволила створити нові технології виробництва і матеріали, яких немає в природі. 6. Підсумок уроку. Електрична енергія – це наслідок розвитку цивілізації. Але, скажіть, про що завжди слід пам’ятати, користуючись будь якими досягненнями цивілізації? Про вплив цих досягнень на навколишнє середовище. 7. Домашнє завдання. Головне в розділі 2. Розв’язати тестові завдання розділу 2.
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |