Электромагнитные колебания

1. Тема урока:

2.

3.

4. Колебательный контур

c
L

5. Зарядка колебательного контура

6.

7.

Период свободных колебаний в контуре
с увеличением в девять раз емкости
конденсатора
1) увеличивается в девять раз 2)
увеличивается в три раза
3) уменьшается в девять раз 4)
уменьшается в три раза

8.

A3.Частота свободных колебаний
равна v. В некоторый момент
времени энергия магнитного поля
тока максимальна. Энергия
электрического поля будет
наибольшей через минимальное
время
1) v/4 2) v/2 3) 1/4v 4) 1/2v

9.

Изменение заряда конденсатора в
колебательном контуре происходит
по закону . Амплитуда и период
колебаний заряда равны
1) 10-3 Кл, 0,2 с 2) 10 -3 Кл, 0,4 с
3) 10 -4 Кл, 0,2 с 4) 10 -4 Кл, 0,4 с

10.

В колебательном
контуре ток сдвинут по
фазе относительно
заряда на

11.

12.

История создания гальванических элементов
Первый химический источник тока постоянного тока был изобретён
итальянским учёным Александро Вольта в 1800 году. Это был элемент Вольта —
сосуд с солёной водой с опущенными в него цинковой и медной пластинками,
соединенными проволокой. Затем учёный собрал батарею из этих элементов,
которая в последствии была названа Вольтовым столбом. Это изобретение в
последствии использовали другие учёные в своих исследованиях. Так, например, в
1802 году русский академик В. В. Петров сконструировал Вольтов столб из 2100
элементов для получения электрической дуги. В 1836 году английский химик Джон
Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медный
электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом
Даниэля». В 1859 году французский физик Гастон Плантэ изобрёл свинцовокислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в
автомобильных аккумуляторах. В 1865 году французский химик Ж. Лекланше
предложил свой гальванический элемент (элемент Лекланше), состоявший из
цинкового стаканчика, заполненного водным раствором хлористого аммония или
другой хлористой соли, в который был помещён агломерат из оксида марганца(IV)
MnO2 с угольным токоотводом. Модификация этой конструкции используется до сих
пор в солевых батарейках для различных бытовых устройств. В 1890 году в НьюЙорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создаёт первый карманный
электрический фонарик. А уже в 1896 году компания National Carbon приступает к
массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia».

13.

Системы производящие переменный ток (генераторы переменного
тока или альтернаторы )были известны со времён открытия
магнитной индукции электрического тока. Ранние машины были
разработаны такими учеными, как Майкл Фарадей и Ипполит
Пикси.Так же одним из изобретателей первых генераторов
переменного тока был Никола Тесла,нельзя забывать что он и
продвинул в наш мир саму идею переменного тока.
. Первая публичная демонстрация наиболее сильного альтернатора
имела место в 1886 году. Большой двухфазный генератор
переменного тока был построен британским электриком Джеймсом
Эдвардом Генри Гордоном в 1882 году. Лорд Кельвин и Себастьян
Ферранти также разработали ранний альтернатор, производивший
частоты между 100 и 300 герц. В 1891 году Никола Тесла
запатентовал практический «высокочастотный» альтернатор
,который действовал на частоте около 15000 герц

14.

Переменный ток имеет преимущество перед
постоянным, потому что напряжение и силу тока
можно в очень широких пределах преобразовать
(трансформировать) почти без потерь, а такие
преобразования необходимы во многих электро- и
радиотехнических устройствах. Но особенно
большая необходимость трансформации
напряжения и тока возникает при передаче
электроэнергии на большие расстояния.
Электрическая энергия обладает преимуществом
перед всеми другими видами энергии: ее можно
передавать по проводам на огромные расстояния
со сравнительно малыми потерями и удобно
распределять между потребителями. Главное же
в том, что эту энергию с помощью достаточно
простых устройств легко превратить в другие
формы: механическую, тепловую, световую и т.д.

15.

График колебаний напряжения в сети переменного тока

16. Наблюдение вынужденных электромагнитных колебаний

17.

Принцип работы индукционного генератора
переменного тока
ω

18.

Устройство
генераторов
переменного
тока

19.

Ротор – сердечник с обмоткой,
который вращается
Статор – неподвижный
сердечник с обмоткой

20.

Ротором является катушка , в которой индуцируется
переменный ток
.

21.

Ротором является электромагнит ,
статором - неподвижная катушка

22. Промышленные генераторы

Ротор
1
6
5
3
7
4
статор
2

23.

На
электростанциях
для
вращения вала генератора
используют
турбины,
которые
приводятся
в
действие
напором
воды
,паром
или
раскаленным
газом,
ветром.
Валы
турбины
и
генератора
составляют одно целое, и вся
установка
называется
турбогенератором.

24.

Схема работы тепловой электростанции

25.

Кармановская
тепловая
электростанция

26.

Нефтекамск - город действительно уникальный: здесь компактно
расположены крупнейшие предприятия Башкортостана. Таким
уникальнейшим предприятием является Кармановская ГРЭС крупнейшая тепловая электростанция подобного типа в России. ГРЭС
обеспечивает электроэнергией не только город и весь северозапад республики, но и соседние регионы.
Жизнь станции началась в 1968 году, когда был запущен первый
энергоблок мощностью 300 тысяч кВт. Кармановская ГРЭС сегодня это шесть энергоблоков по 300 МВ каждый, котлы
производительностью 950 тонн пара в час. Установленная мощность
станции - 1 млн. 800 тысяч кВт.
Кармановская ГРЭС играет важную роль в слаженной и четкой
работе ОАО "Башкирэнерго" - она дает почти половину всей
электроэнергии, вырабатываемой филиалами системы. Не менее
велик вклад кармановских энергетиков и в объем
промышленного производства города - станция поставляет 45
процентов всей промышленной продукции Нефтекамска.

27. Схема работы ГЭС

28.

Более
150
стран
мира
располагают
гидроэлектростанциями, из них 42 страны в Африке,
38 — в Европе, 31 — в Азии, 18 — в Северной и
Центральной Америке, 14 — в Южной Америке, 9 —
в Океании и 6 — на Ближнем Востоке.
На ГЭС в 63 странах мира вырабатывается 50%
всей электроэнергии и более, в том числе в 23
странах — свыше 90%. Норвегия, семь стран
Африки, Бутан и Парагвай практически всю свою
электроэнергию
вырабатывают
на
гидроэлектростанциях.
Суммарная
мощность
гидроэлектростанций в мире составляет около 700
ГВт, а их годовая выработка — 2600 ТВт•ч.
Россия по объему производства электроэнергии на
ГЭС (в 1997 г. немногим более 150 ТВт·ч) занимает
5-с место в мире, уступая по этому показателю
Канаде, США, Бразилии и Китаю

29. Крупнейшие гидроэлектростанции России

Мощнос
ть,
ГВт
Среднегодовая
выработка,
млрд кВт·ч
География
Саяно-Шушенская
ГЭС
6,40
23,50
р. Енисей,
г. Саяногорск
Красноярская ГЭС
6,00
20,40
р. Енисей,
г. Дивногорск
22,60
р. Ангара,
г. Братск
Наименование
Братская ГЭС
4,50
Усть-Илимская ГЭС
4,32
21,70
р. Ангара,
г. Усть-Илимск
Богучанская ГЭС
3,00
17,60
р. Ангара,
г. Кодинск

30. Саяно-Шушенская ГЭС

31.

32.

Открытое акционерное общество «РусГидро»
(ОАО «РусГидро») — российская энергетическая
компания, владелец большинства
гидроэлектростанций страны, крупнейшая российская
генерирующая компания по установленной мощности
станций и вторая в мире по установленной мощности
среди гидрогенерирующих компаний]. Полное
наименование — Федеральная гидрогенерирующая
компания (ОАО «РусГидро»). Штаб-квартира — в
Москве.
Компания учреждена в декабре 2004 года в рамках
реформы российской энергетической отрасли в
соответствии с распоряжением правительства
Российской Федерации от 01.09.2003 № 1254-р. До 25
июня 2008 года компания называлась «ГидроОГК»[2].

33.

ОАО «РусГидро» объединяет 53 энергообъекта возобновляемой энергетики, из них 20
предприятий являются филиалами «РусГидро»:
• «Бурейская ГЭС» (Бурейский район, п. Талакан);
• «Волжская ГЭС» (г. Волжский);
• «Воткинская ГЭС» (г. Чайковский);
• Дагестанский филиал (Республика Дагестан, г. Махачкала);
• «Жигулевская ГЭС» (Самарская область, г. Жигулевск);
• «Загорская ГАЭС» (Сергиево-Посадский район, пос. Богородское);
• «Зейская ГЭС» (Амурская область, г. Зея);
• «Ирганайская ГЭС» (Республика Дагестан, пос. Шамилькала);
• Кабардино-Балкарский филиал (Кабардино-Балкарская Республика, п. Кашхатау);
• «Камская ГЭС» (г. Пермь);
• Карачаево-Черкесский филиал (Карачаево-Черкесская Республика, п.
Правокубанский);
• «Каскад Верхневолжских ГЭС» (Ярославская область, г. Рыбинск);
• «Каскад Кубанских ГЭС» (Ставропольский край, г. Невинномысск);
• Корпоративный университет гидроэнергетики» (г. Москва);
• «Нижегородская ГЭС» (Нижегородская область, г. Заволжье);
• «Новосибирская ГЭС» (г. Новосибирск);
• «Саратовская ГЭС» (Саратовская область, г. Балаково);
• «Саяно-Шушенская ГЭС имени П.С.Непорожнего» (Республика Хакасия, г.
Саяногорск);
• Северо-Осетинский филиал (Республика Северная Осетия-Алания, г. Владикавказ);
• «Чебоксарская ГЭС» (Чувашская Республика, г. Новочебоксарск).

34.

Республика Башкортостан подписала с ОАО
«РусГидро» договор о строительстве
водохранилища и ГЭС на реке Уфа в
Караидельском районе республики. По
словам председателя правления ОАО
«РусГидро» Евгения Дода, компания планирует
вложить в проект более 25 миллиардов рублей.
- ГЭС обеспечит дополнительную выработку
электроэнергии в объеме 300-400 мегаватт,
обеспечит водой Уфу и защитит город от
наводнений во время половодья, - заявил
президент Башкирии Рустэм Хамитов после
подписания соглашения и отметил, что
республика предоставила инвестору
благоприятные условия для работы.

35.

Заброшенная гидроэлектростанция

36.

Движение океанских волн сопровождается выделением фантастических
объемов энергии. Однако человечество пока так и не научилось
эффективно перерабатывать эту энергию для своих целей. Одна из
успешнейших на данный момент попыток – это строительство
волновых электростанций

37.

Волновая электростанция

38.

Принцип работы волновой электростанции заключается в том, что проходящие
через нее волны толчками заполняют водой специальную камеру, вытесняя
содержащийся в этой камере воздух. Сжатый воздух под давлением проходит
через турбину, вращая ее лопасти. В результате вырабатывается
электричество.
Сжатый воздух
выходит из трубы

39. Схема работы волновой электростанции

40. Деривационные гидроэлектростанции.

Такие электростанции строят в тех
местах, где велик уклон реки.
Вода отводится из речного русла
через специальные водоотводы и
подводится непосредственно к
зданию ГЭС.

41.

14
Y
Принцип работы деривационной гидроэлектростанции
Часть воды из плотины из плотины отводится на местность с меньшим
уклоном и с большей высоты , с большей скоростью падает на турбину
гидроэлектростанции

42.

Ветровая электростанция

43.

Турбина ветроэлектрогенератора

44.

Бензогенератор - электростанция, у
которой в качестве первичного
двигателя используется двухтактный или
четырехтактный бензиновый двигатель
внутреннего сгорания. Бензогенераторы
в основном применяются для
резервного энергоснабжения. Основное
применение бензиновых
электростанций - источник энергии
с продолжительностью
непрерывной работы от 4 до 11
часов. Бензиновые электростанции
незаменимы в случае отключения
электричества. Кроме того, такой
генератор удобно применять в тех
местах, где нет электроэнергии. В
последнее время портативные
бензогенераторы стали широко
применяться при выезде на
природу, для дачи…

45.

Дизельный генератор - электростанция в
которой используется дизельный
двигатель. Такие генераторы
используются в качестве основного или
дополнительного (аварийного) источника
электроэнергии. Для автономного
энергоснабжения строительных площадок,
поселков и предприятий применяют
передвижные (смонтированные на прицепе
или собственных шасси) стационарные
капотированные или контейнерные дизель
электрогенераторы. Сверхмощные
дизельные электростанции бывают
только стационарного исполнения. Для
бытового назначения используют, как
правило, дизель генераторы
мощностью до 20 кВт. с двигателем
воздушного или жидкостного
охлаждения.

46.

Небольшие
генераторы
используются для
питания
велосипедных
лампочек. Движение
колеса передается
на рифленую
головку,
укрепленную на
сердечнике с
обмотками,
вращающимися
между полюсами
постоянного
магнита.

47.

Тест: Генерирование электрической энергии.
•Электромагнит представляет собой…
•катушку с током, надетую на железный сердечник;
•катушку с током;
•железный сердечник по которому течет ток.
•На каком явлении основано действие электромеханического
индукционного генератора переменного тока?
•электростатической индукции;
•электромагнитной индукции;
•термоэлектронной эмиссии.
•Генерирование электрической энергии представляет собой…
•создание материи;
•создание энергии;
•преобразование энергии.
•От каких величин зависит действующее значение напряжения на зажимах
электромеханического индукционного генератора?
•частоты вращения ротора;
•модуля вектора магнитной индукции;
•числа витков пронизываемых магнитным полем;
•от всех перечисленных причин.
•Изменяясь во времени магнитное поле, может быть источником…
•магнитного поля;
•вихревого электрического поля;
•гравитационного поля;
•электростатического поля.

48.

Ключ:
вопрос
ответ
Ι
1
ΙΙ
2
ΙΙΙ
ΙV
3
4
V
2

49. ЗАДАЧА

Рамка, по которой ток, равномерно
вращается в однородном магнитном
поле, индукция которого 4 мТл. Площадь
рамки 20 см2. Ось вращения рамки
лежит в ее плоскости и перпендикулярна
вектору индукции поля.Рамка вращается
с частотой 10Гц. Найти максимальную
ЭДС в рамке.

50.

51. Презентацию подготовил учитель физики средней школы № 1 Хасанов М.М.