Урок "Производство, передача и использование электроэнергии"

Предмет – физика; урок изучения нового материала.

Тема: «Производство, передача и использование электроэнергии»

Класс: 11.

Продолжительность: 40 мин.

Форма урока: лекция – беседа.

Технологии: ИКТ.

Практическая направленность:

Аннотация: Урок проводится в конце изучения небольшой темы «Производство, передача и использование электроэнергии». На этом уроке обобщаются не только знания, полученные в ходе изучения этой темы, но и полученные на уроках физики ещё в 8 и 9 классах, а также на уроках географии. Учащиеся в течение урока (и дома заканчивают) заполняют обобщающую таблицу, в которой, используя эти знания, выявляют достоинства и недостатки основных видов электростанций. По ходу урока используются слайды авторской презентации, которые помогают представить учащимся, как выглядят электростанции различных видов и лампы нового поколения.

Практическая реализация (отзыв администрации):

Урок тесно связан с местным (областным, районным и сельским) материалом. На уроке вскрываются проблемы электроэнергетики и ищутся пути их решения. Урок имеет выраженную экологическую направленность.

Цели:

• Знакомство с основами производства, передачи и использования электроэнергии;

• Формирование умений применять законы Ома, Джоуля-Ленца для объяснения принципов электропередачи;

• Формирование экономической и экологической грамотности по вопросам использования электроэнергии;

• Развитие речи, мышления, памяти.

I. Подготовка учащихся к изучению нового материала.

Не так давно прошло то время, когда у нас по вечерам на час-два отключали каждый день свет. Почему?

(Чтобы платили за свет, из экономии)

Устраивает нас такая экономия?

(Нет).

Значит, экономить надо как-то по-другому. Но как?

(Нет ответа).

А откуда берётся энергия? Где она вырабатывается? Как к нам приходит?

Вот это и будет темой нашего урока.

Записываем тему урока.

А так же мы сегодня обсудим, какие проблемы возникают на пути передачи и использования энергии. Подумаем, как их можно разрешить.

II. Изучение нового материала.

Энергетика – это важная отрасль промышленности.

Схема:

Распределение потребления электроэнергии в р.п. Любино:

А почему передают именно электроэнергию, а не какой-то другой вид энергии?

(Лёгкость получения, передачи и использования)

Хотя при использовании возникают определённые сложности. Например, невозможность накапливать. Поэтому её надо сразу передавать.

Какие превращения энергии происходят на АЭС, ТЭС, ГЭС?

( Внутреняя в электрическую, внутреняя в электрическую, механическая в электрическую)

Конечно, заманчиво использовать АЭС.

По ходу урока заполняете таблицу:

АЭС (+):

• Разгрузка ж-д транспорта;

• Экономически выгодно (60 т обогащённого урана = 20 000 000 т угля)

АЭС (-):

• Остаётся реальной угроза аварии;

• Проблема ликвидации р-а отходов;

• Дорого обходится производство горючего для АЭС (98 % всех расходов атомной энергетики).

Львиная доля электроэнергии вырабатывается на ТЭС.

От чего зависит мощность, КПД ТЭС?

( От разности температур нагревателя и холодильника и давления пара).

Отсюда вытекает, что даже при Т=560ºС и р=10 000 000 Па КПД будет ≤40 %. А теплостойких материалов нет.

Кроме того, от ТЭС много вредных выбросов в атмосферу и шлаков. Почвы Омской области сильно загрязнены тяжёлыми металлами (уровень загрязнённости в 10 р допустимого, его контролируют 3 р в сутки).

Ежегодно на предприятиях г. Омска образуется 3000 000 т твёрдых отходов. Сейчас в Омске есть 3 золоотвала общей площадью 800 га , 40 млн т. Сейчас в Омске 100 000 000 т твёрдых отходов.

Как с ними поступить?

(Использовать на строительстве, …?).

Ресурсы для ТЭС исчерпаемы.

А какими преимуществами обладают ГЭС?

• возобновляемые ресурсы;

• дешевизна.

Но есть недостатки:

• занимаются и заболачиваются плодородные почвы;

• страдает животный мир;

• изменяется климат.

Конечно, есть ещё нетрадиционные источники энергии:

• ветроэнергетика – Чёрное море, побережье Ледовитого океана, Нижняя Волга – там, где есть раздолье ветрам.

• солнечная энергетика – в Крыму 1-ая СЭС – где много солнечных дней в году.

• биоэнергетика – из 1 т мусора можно добыть 300-400 кг жидкого топлива.

• геотермальные источники – используют тёплые подземные воды.

• Приливы – используют энергию приливов.

Требуется энергия везде, а производится только в определённых местах. Значит, надо электроэнергию передавать.

ЛЭП – линии электропередач.

По закону Джоуля-Ленца (8 класс): Q=I²RΔt. Т.о, большая часть электроэнергии превращается во внутреннюю энергию проводов.

Т.к электроэнергию передавать надо бесперебойно, то время передачи уменьшить нельзя. Сопротивление тоже не уменьшить, т.к. провода нельзя сделать ни толще, ни короче. Остаётся уменьшить силу тока. Но тогда уменьшится мощность, т.к. P=IU. Значит, уменьшая силу тока, надо одновременно увеличивать напряжение, чтобы мощность не уменьшилась.

Это достигается при помощи трансформаторов.

Далее следует опыт - демонстрация работы ЛЭП(линии электропередач).

Рассматриваем плакат по передаче электроэнергии.

Для передачи электроэнергии перспективно использование линий постоянного тока:

• В них меньше потери энергии;

• Не надо включать батареи конденсаторов, чтобы компенсировать индуктивное сопротивление линии;

Но:

• Переменный ток имеет очень высокое напряжение. И, чтобы после его выпрямления обратно превратить его в переменный, нужны специальные устройства – инверторы. А для таких значений напряжения (1 500 000 В) их создание очень сложно.

Откуда же к нам приходит электроэнергия?

В Омскую область электроэнергия поступает из нескольких источников:

• Новосибирск,

• Омск: ТЭЦ-3,4,5.

К нам, в СПК «Мокшинский», электроэнергия приходит с подстанции «Новокиевская» по линии 35 кВт через Большаковскую 35/10 кВт.

Был федер (резервная линия) на ст. Драгунскую, но она никогда не включалась, а сейчас с неё уже и провода давно поснимали и сдали на металлолом.

III. Итог урока.

Каковы же пути повышения эффективности использования электроэнергии?

• Оплата в быту 65%, значит надо повысить контроль за уплатой за свет;

• Крадут провода и сдают, значит надо создавать рабочие места для людей;

• Лампы накаливания заменить на энергосберегающие (они на 80 % экономичнее), а лучше на светодиодные, т.к. их безопаснее утилизировать;

• Кроме того, возлагаются надежды на термоядерный синтез: реакции термоядерного синтеза более эффективны, чем реакции расщепления атомных ядер, и менее опасны!

IV. Д/з

І. Закончить заполнение таблицы.

ІІ. По материалам Печати и Интернета подготовить сообщения:

1. Энергосберегающие лампы;

2. Светодиодные лампы.