Урок по теме: Производство, передача и экономия электроэнергии». С приложенной презентацией, карточками-заданиями, практическими заданиями.
план-конспект урока по физике (10, 11 класс) на тему

Урок по теме: Производство, передача и экономия электроэнергии».

Тип урока: Комбинированный.

Форма обучения: Групповая.

Цели урока: Обобщить знания по темам: производство Электроэнергии, передача электроэнергии, устройство генератора переменного тока устройство трансформатора. Познакомить учащихся с видами электростанций, с альтернативными источниками энергии. Воспитать бережное отношение электроресурсам. Развить общие представления об энергосистеме в нашей стране.

Оборудование: Компьютер, электронная презентация по теме, видеоролик, раздаточный материал, карточки-задания, рабочая модель генератора.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративные, репродуктивные, познавательная игра, самостоятельная работа.

Подготовительная работа.

Учащиеся разбиваются на три группы. Первая группа собирает материал по производству электроэнергии и делает на эту тему электронную презентацию. Вторая группа собирает материал по передаче электроэнергии и делает соответствующую электронную презентацию. Третья группа собирает материал про экономию электроэнергии и делает электронную презентацию. Учитель сортирует материал и отбирает необходимое.

Оформление урока.

Ученические столы сдвигаются в три группы для каждой рабочей группы. На каждом столе табличка с названием группы. На столе раздаточный материал для практических заданий, ножницы, клей, ручки. За отдельным столом приготовлен компьютер.

Содержание урока.

1.Оргмомент. Вступительное слово учителя. Чтение стихотворения об электричестве. Сообщение темы, целей и порядка работы.

Ток бежит по проводам.

Он везде: и тут и там.

В холодильнике, в стиралке,

В пылесосе, в утюге,

Он и в миксере-мешалке,

В электрической плите.

Он в троллейбусе, в трамвае,

В поезде, на корабле,

Он в электросамоваре,

Он повсюду и везде.

Ток нам дома помогает.

На работе снова он.

Ток в пути сопровождает-

Это жизненный закон.

И скажу я вам, друзья:

Нету в этом волшебства.

Все это величество

Зовется электричество.

2.Работа групп. Группы сообщают тот материал, который они подготовили.

1 группа. Производство электроэнергии.

     А). В наше время уровень производства и потребления энергии – один из важнейших показателей развития общества. Ведущую роль при этом играет электроэнергия – самая удобная для использования форма энергии. Производится электроэнергия на больших и малых электрических станциях с помощью генераторов. Генератор – это устройство, преобразующее энергию того или другого вида в электрическую. Широко распространены электромеханические индукционные генераторы переменного тока. Основными частями генератора являются: ротор (вращающаяся часть генератора); статор (неподвижная часть генератора), как правило, это обмотка, в которой индуцируется ток; контактные кольца, соединенные с ротором;  щетки, которые снимают ток с обмотки и передают его во внешнюю цепь.

(Показ слайдов с видами генераторов)

(Демонстрация работы модели генератора)

     Б). Рассмотрим один из видов электростанций – тепловую (ТЭС). Топливом для нее является уголь, газ, нефть, мазут, горючие сланцы. Роторы генераторов приводятся во вращение паровыми и газовыми турбинами. При сгорании топлива выделившаяся энергия идет на нагревание пара. Температура пара достигает 550 градусов. Струя пара падает под большим давлением на турбину и вращает ее. Вал турбины соединен с ротором генератора. При вращении ротора вырабатывается электроэнергия. КПД тепловых двигателей достигает 40%. ТЕС снабжают энергией более 800 городов нашей страны.

(Показ слайдов)

     В). Еще одним видом электростанций являются гидроэлектростанции (ГЭС). Для вращения роторов генераторов используется энергия падающей воды. Вода вращает турбину, а та , в свою очередь, приводит в движение ротор генератора. ГЭС строят, как правило, на крупных, полноводных реках. Мощность станции зависит от создаваемой плотиной разностей уровней воды и от массы воды, проходящей через турбину в секунду. Гидроэлектростанции дают около 20% всей вырабатываемой энергии в нашей стране.

( Показ слайдов)

     Г). Все большую роль в энергетике начинают играть атомные электростанции (АЭС). В настоящее время они дают около 20% электроэнергии. Основной частью АЭС является атомный реактор. Но об этих станциях мы поговорим на следующей научной конференции.

( Показ слайдов)

     Д). Кроме тепловых, гидро и атомных электростанций существуют еще и другие, альтернативные электростанции, например, преобразующие солнечную энергию в электрическую. Энергию солнечного излучения можно непосредственно преобразовывать электроэнергию с помощью фотоэлементов, покрывающих большие площади. Такие «солнечные батареи» используют для энергообеспечения спутников, а также для бытовых целей в районах с жарким климатом. Кроме этого солнечную энергию можно концентрировать с помощью системы зеркал для подогрева воды и превращения ее в пар, давление которого приводит в движение генератор электрического тока. Солнечные электростанции экологически чистые, солнечные ресурсы относятся к возобновляемым, что положительно, но содержать такие электростанции пока достаточно дорого.

(Показ слайдов)

Е).Еще один вид электростанций – ветровые. Энергия ветра очень велика. Ее запасы в мире, по оценке Всемирной метеорологической организации, составляют 170 трлн. кВт/ч в год. Эту энергию можно получать, не загрязняя окружающую среду. Но у ветра есть два недостатка: его энергия сильно рассеяна в пространстве и он часто меняет направление. Первая в мире ветряная электростанция мощностью 8 кВт была построена в 1930г. В СССР в Курске по проекту советского изобретателя А. Г. Уфимцева и профессора В. П. Ветчинкина. Сейчас применяют самые различные конструкции ветровиков: многолопастные «ромашки»; винты вроде самолетных пропеллеров с тремя, двумя и даже с одной лопастью; вертикальные роторы, напоминающие разрезанную вдоль бочку, подобие вертолетного винта. Ветроколесо соединяется через многоступенчатый редуктор с генератором. Чтобы компенсировать изменчивость ветра, сооружают огромные «ветряные формы». Ветродвигатели там стоят на обширном пространстве и работают на единую сеть. Но и ветряных станций есть свои недостатки: они мешают полетам птиц и насекомых, отражают радиоволны вращающимися лопастями, создавая помехи приему телепередач в близлежащих населенных пунктах.

(Показ слайдов)

Ж). Приливные электростанции работают по тому же принципу, что и гидроэлектростанции: в них используется перепад уровней воды, образующийся при морских приливах и отливах. Такие электростанции уже существуют, но для их эффективной работы разность уровней воды при приливе и отливе должна составлять не менее 6 метров. Таких мест на земле не так уж много, поэтому такие станции широкого применения не нашли.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: СОПОСТАВИТЬ ВИДЫ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И РЕСУРСЫ ОТ КОТОРЫХ ОНИ РАБОТАЮТ. (см. приложение).  Задание выполняют учащиеся всех групп.

2 группа. Передача электроэнергии.

     Потребители электроэнергии имеются повсюду. Производится же она в сравнительно немногих местах, близких к источникам сырья или к гидроресурсам. Поэтому возникает вопрос передачи электроэнергии на большие расстояния. Для этого строят линии электропередач. Ставят опоры и на них натягивают провода. ЛЭП могут тянуться на сотни километров. Электрические станции ряда районов страны объединены высоковольтными линиями передач, образуя общую электрическую сеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение называют энергосистемой. Энергосистема позволяет обеспечить бесперебойность подачи энергии потребителям вне зависимости от места их расположения.

      Чтобы снизить потери энергии во время передачи повышают напряжение в линии электропередач. Для этого на выходе с электростанции ставят трансформаторы, повышающие напряжение. Так, например, генераторы Волжской ГЭС вырабатывают напряжение 16-20 кВ, а в высоковольтной линии электропередачи, которая идет от этой ГЭС, напряжение достигает 500 кВ. Но такое высокое напряжение неудобно использовать потребителям. Для непосредственного использования электроэнергии напряжение необходимо понизить. Поэтому на подходе к потребителям ставят понижающие трансформаторы. Понижают напряжение не сразу, а постепенно. Сначала до 35 кВ, затем до 6кВ, а потом до 220 или 380 В. В осветительной сети наших квартир напряжение составляет 220В, а для больших электрических плит в предприятиях общественного питания 380 В. Напряжение становится все ниже, а территория, охватываемая электрической сетью, все шире.

( Показ слайдов).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: СОСТАВИТЬ ИЗ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМУ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.(см. приложение) . Задание выполняют учащиеся всех групп.

3 группа. Экономия электроэнергии.

     Производство электроэнергии обходится достаточно дорого. Потребление электроэнергии все время растет. Поэтому встает вопрос о ее экономии. Этого можно достичь различными путями:

- бережное отношение к электроэнергии (отключение ненужных электроприборов, своевременное выключение освещения);

- переход на энергосберегающие приборы и оборудование;

- снижение потерь электроэнергии при передаче (например, уменьшение сопротивления проводов);

- переход по возможности на альтернативные источники энергии.

     В настоящее время 1 киловатт/час электроэнергии для частных потребителей стоит 2рубля 20 копеек, а для промышленных потребителей еще больше.

( Показ презентации и демонстрация энергосберегающих лампочек).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ: ПЕРЕЧИСЛИТЬ ПУТИ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ. (см. приложение) . Задание выполняют учащиеся всех групп.

3.Подведение итогов работы групп. Проверка практических заданий. Выставление оценок. Заключительное слово учителя.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ.

1)Соедините виды электростанций и виды энергии, от которой они работают.

2)Вырежете необходимые элементы и соберите схему передачи электроэнергии.

3)ПЕРЕЧИСЛИТЬ ПУТИ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ.