Как создать электрическое поле в проводнике

Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением иностранного языка
при Посольстве России в Великобритании
Способы получения
электроэнергии
Проект по физике :
Руководители проекта:
Журба Ярослав,
ученик 8 класса
Щербаков А.А.,
Щербакова В.Б.
Цели и задачи
• Изучить способы создания
электрического тока, традиционные и
альтернативные источники получения
электроэнергии
• Обосновать их роль в экологическом
балансе на планете и перспективы
использования.
• Проанализировать современное
состояние электроэнергетики России.
Введение.
Что такое электрический ток?
• Электрический ток – направленное
движение заряженных электрическим
зарядом частиц .
Где можно создать
электрический ток?
• Все вещества можно условно разделить на
два класса: проводники и изоляторы.
• Электрический ток можно создать в
проводниках.
• Проводниками являются: все металлы,
растворы и расплавы солей, щелочей и
кислот.
Как создать электрический ток?
Чтобы получить электрический ток в проводнике,
необходимо создать в нём электрическое поле. Под
действием этого поля свободные заряженные частицы (в
металлах – электроны, в электролитах – ионы) придут в
движение в направлении действия на них электрических
сил.
Наблюдение
электрического поля в быту
Для того, чтобы создать
электрическое поле, необходимо
создать электрический разряд.
Натрите какой-нибудь диэлектрик
о шерсть или что-нибудь
подобное, например, пластиковую
ручку о собственные чистые
волосы. На ручке создастся заряд,
а вокруг — электрическое поле.
Заряженная ручка будет
притягивать к себе мелкие
обрывки бумаги.
Чтобы электрический ток в проводнике существовал
длительное время, необходимо всё это время
поддерживать в нём электрическое поле.
Электрическое поле —особый вид материи, существующий вокруг
тел или частиц, обладающих электрическим зарядом. Электрическое
поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено
благодаря его силовому воздействию на заряженные тела.
Поддержание бесперебойного
наличия электрического поля
в электрических цепях
обеспечивают различного вида
электростанции
Виды электростанций
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Гидроэлектростанции (ГЭС)
Тепловые электростанции (ТЭС)
Гейзерные тепловые электростанции (ТГЭС)
Приливные электростанции (ПГЭС)
Волновые электростанции (ВЭС)
Термопарные электростанции (ТПЭС) (в проекте)
Атомные электростанции (АЭС)
Ветряные электростанции (ВТЭС)
Солнечные тепловые электростанции (СТЭС)
Солнечные фотоэлементные электростанции (СФЭС)
Гальвано-химические электростанции (ГХЭС)
Гидроэлектростанции (ГЭС)
Красноярская ГЭС
Схема ГЭС
Тепловые электростанции (ТЭС)
Общий вид современной ТЭС
Схема ТЭС
Приливные гидроэлектростанции (ПГЭС)
Кислогубская ПГЭС
Белое море,
Мурманская область
Схема современной
ПГЭС
Солнечные тепловые
электростанции (СТЭС)
Схематичной
изображение СТЭС
Отражающий элемент
СТЭС (Гелиостат)
Принципы работы СТЭС)
В центре станции стоит башня высотой
от 18 до 24 метров на вершине которой
находится резервуар с водой. Этот
резервуар покрашен в чёрный цвет для
поглощения теплового излучения. По
кругу от башни на некотором расстоянии
располагаются гелиостаты. В ясную
солнечную
погоду
температура
в
резервуаре
может
достигать
700
градусов.
Такие
температурные
параметры
используются
на
большинстве традиционных тепловых
электростанций, поэтому для получения
энергии
используются
стандартные
турбины. Фактически на станциях такого
типа можно получить сравнительно
большой КПД (около 20 %) и высокие
мощности.
Гейзерные ТЭС
На гейзерных ТЭС для получения
электрического тока в генераторе
используют энергию пара в гейзере.
Камчатские гейзеры
Гейзеры Исландии
Волновые гидроэлектростанции (ВГЭС)
Волновые гидроэлектростанции используют ударную энергию
волны и механическую энергию колебаний в волне
Общий вид
ударной ВГЭС
Солнечные фотоэлементные электростанции
(СФЭС)
Поскольку энергия солнечного излучения распределена по большой
площади (иными словами, имеет низкую плотность), любая установка
для прямого использования солнечной энергии должна иметь
собирающее устройство (коллектор) с достаточной поверхностью.
Ветряные электростанции (ВЭС)
Энергию
ветра
относят
к
возобнавлённым видам энергии, так как
она является следствием деятельности
солнца.
Ветроэнергетика бурно развивается.
В 2010 году количество электрической
энергии,
произведённой
всеми
ветрогенераторами составило 1/40 всей
произведённой
человечеством
электрической энергии.
Некоторые страны особенно интенсивно
развивают ветроэнергетику. В Дании с
помощью ветра производится 20 % всего
электричества, в Португалии — 16 %, в
Ирландии — 14 %, в Испании — 13 % и
в Германии — 8 %.
Крупные ветряные электростанции удобно использовать
в местах с высокой скоростью ветров. Это морские
побережья, степи, горные перевалы и т.п. В отличие от
ископаемого
топлива,
энергия
ветра
практически
неисчерпаема
и
экологична.
Особенно
выгодно
использовать ВЭС в отдаленных районах, для отдельно
стоящих объектов (домов, ферм и т.п.). На рисунке
представлена схема использования ВЭС в таком месте.
Атомная электростанция (АЭС)
АЭС — ядерная установка для производства электроэнергии с
помощью ядерного реактора, который получает энергию в результате
расщепления ядер тяжелых элементов ( в основном урана и
плутония).
Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии
являются: США (837 млрд кВт·ч в год), Франция (439,73 млрд кВт·ч в
год), Япония (263,83 млрд кВт·ч в год), Россия (160,04 млрд кВт·ч в
год), Корея (142,94 млрд кВт·ч в год) и Германия (140,53 млрд кВт·ч в
год).
На рисунке
изображена
принципиальная
схема работа
АЭС.
Волгодонская АЭС
Основные выводы по проекту:
• С каждым годом идет совершенствование
способов получения электроэнергии.
• На сегодняшний день человечество
использует только часть возобновляемых
видов энергии при производстве самой
универсальной электрической энергии.
• Тенденции современных внедрений в области
электроэнергетики указывают на
преимущества выбора экологически чистых,
возобновляемых видов энергии.