Миниатюра гидроэлектростанции
Соберите миниатюрную электростанцию для выработки электричества
О работе
3.1. Цель проектной работы:
3.1.1. Ознакомиться с понятием “альтернативные источники энергии”.
3.1.2. На практике понять как механическая энергия мельницы преобразуется в электрическую.
3.1.3. Изучить другие виды альтернативных источников энергии.
3.2. Актуальность проектной работы:
3.2.1. Альтернативные источники энергии в отличие от традиционных не выбрасывают таких же больших объемов углекислого газа и других газов, усиливающих парниковый эффект, потому что основаны на преобразовании не тепловой, а механической энергии в электрической. Существует несколько разновидностей альтернативных источников энергии, при этом самым первым примером была гидроэлектростанция. Первая гидроэлектростанция была построена на реке Фокс в США в 1882 году. В Казахстане значимыми гидроэлектростанциями являются Капчагайская и Бухтарминская ГЭС, которые обеспечивают экологически чистую энергию для регионов. Этот проект помогает понять важность перехода на устойчивые источники энергии для защиты окружающей среды и сокращения зависимости от ископаемых топлив.
3.3. Процесс урока:
Практические работы модуля Energy делятся на два типа: традиционные и альтернативные, вам понадобится модуль альтернативной энергии. Данная работа может требует групповой работы, поделите учеников на группы от 3-6 учеников в зависимости от количества учеников. На каждую учебную единицу вам понадобится 1 набор материалов и инструментов.
3.4. Список необходимых материалов и инструментов:
- Лопасти ветряной мельницы — 12 шт;
- Резервуар для воды — 1 шт;
- Длинные шпажки — 12 шт;
- Короткие шпажки — 12 шт;
- Пластиковые трубки — 2 шт;
- Вертикальная опора для мельницы — 2 шт;
- Опора для резервуара — 2 шт;
- Диск — 1 шт;
- Шприц 20 мл — 1 шт;
- Металлический контейнер — 1 шт;
- Моторный двигатель;
- Горячий клей, мультиметр, дрель.
- Вода.
3.5. Меры безопасности:
3.5.1. Не употребляйте воду из контейнера.
3.5.2. С дрелью может работать только учитель.
3.5.3. При работе с горячим клеем соблюдайте меры безопасности и осторожность.
3.6. Ход работы:
Сборка мельницы
3.6.1. С помощью горячего клея приклейте 12 лопастей к 12 длинным шпажкам.
3.6.2. На диске сделайте 12 разметок на равном расстоянии от центра, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1 — Метки для лопастей.
3.6.3. Приклейте шпажки с лопастями по всей длине меток, сделанных ранее на диске, смотрите на рисунок 2.
Рисунок 2 — Лопасти водяной мельницы.
3.6.4. От центра диска отмерьте 6 см на каждой шпажке и сделайте засечки карандашом, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 — Метки на шпажках.
3.6.5. Сделанные засечки соедините между собой маленькими шажками, смотрите рисунок 4.
Рисунок 4 — Опора для мельницы.
3.6.6. Теперь необходимо собранную мельницу приклеить горячим клеем к валу моторного двигателя так, чтобы его подвижность не терялась.
3.6.7. Приклейте двигатель с обеих сторон к вертикальным опорам. Проверьте работу всей сборки: мельница должна крутиться и устойчиво держаться на опоре.
Сборка водяного циркулярного насоса.
3.6.8. В резервуаре для воды с помощью дрели сделайте два отверстия: один внизу бака, второй — с противоположной стороны сверх, смотрите рисунок 5.
3.6.9. В эти отверстия протяните трубки: длинную — в верхнее отверстие, короткую — в нижнее.
3.6.10. Переверните резервуар и с помощью шприца через длинную трубку наполните бак полностью водой.
Сборка гидроэлектростанции.
3.6.11. На данном этапе в металлический контейнер необходимо залить воду, установить в контейнере мельницу и опору для резервуара.
3.6.12. Придерживая пальцем трубы, полный водой резервуар необходимо перевернуть над контейнером и установить на опору так, чтобы длинная труба погрузилась в воду полностью. Таким образом вода будет циркулировать в баке, и, попадая на лопасти мельницы, приведет ее в движение. Смотрите рисунок 5.
Рисунок 5 — Механизм гидроэлектростанции.
3.6.13. Вращение мельницы происходит за счет механическую энергии, которая преобразуется в электрическую, для того, чтобы проверить электрическую энергию, поднесите провода мультиметра к двигателю мельницы.
3.7. Заключение:
В конце практической работы обсудите с учениками другие виды альтернативные виды энергии, изучите самые известные в мире гидроэлектростанции, как именно происходит преобразование энергии. Сделайте
3.8. Развитие проекта:
Методическая программа C.A.R.E. рассчитана на длительное и интегрированное обучение, попробуйте усилить работу гидроэлектростанции ускорив поток воды, используя вместо циркулирующего водяного насоса Архимедову спираль (смотреть модуль AGRICULTURE) или, добавив к работе насоса тепловой двигатель (смотреть модуль ENERGY).