- Учителю
- План урока на тему Производство электроэнергии
План урока на тему Производство электроэнергии
ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
ТЕМА: ПРОИЗВОДСТВО, ПЕРЕДАЧА И ПОТРЕБЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
УРОК №: 115, 116 (2 часа)
ТИП УРОКА: урок изучения нового материала
МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ: математика, информатика, электротехника, география, , ОБЖ, охрана труда, МДК
ЗАДАЧИ УРОКА: 1. Познакомить учащихся с одним из основных направлений научно - технического прогресса - развитием энергетики
2. Развивать мышление, необходимое образованному человеку для полноценного функционирования в современном обществе;
3. Воспитывать активную жизненную позицию, уверенность в своих силах.
ОБОРУДОВАНИЕ К УРОКУ: диапроектор, ПК, , плакаты с портретами ученых, учебники, презентационный материал, подготовленный учащимися.
Домашнее задание составить диаграмму «потребители электроэнергии»
ХОД УРОКА
I Организационный момент (приветствие учащихся, проверка посещаемости)
II Изучение нового материала
1сообщение темы урока, нацелевание , преподаватель загадывает загадку
Он всем несет тепло и свет
Щедрей его на свете нет
К поселкам, селам, городам
Приходит он по проводам
О чем идет речь? (электрический ток) О чем мы сегодня будем вести речь? (ответы учащихся)
Сегодня вспомним все о токах, заряженных частиц потоках.
И про источники, про схемы, и нагревания проблемы
Ученых, чьи умы и руки оставили свой след в науке
Тема нашего урока «Производство, передача и потребление электроэнергии», те вы узнаете где и как производится электроэнергия, как работают генераторы, рассмотрим принцип работы и назначение трансформаторов, для этого вы подготовили презентации и доклады по видам электростанций, затем мы разберем этапы и условия передачи электроэнергии, повторим закон Джоуля - Ленца, , но и наконец, с помощью решения задач, определим что же является самым главным потребителем электроэнергии.
План изложения нового материала:
- основные свойства электрической энергии
-основные этапы производства, передачи и потребления электроэнергии
- виды электростанций: ТЭС, ГЭС, АЭС, АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
-устройство и принцип работы генератора
-устройство, принцип работы и назначение трансформатора (задача)
-почему повышают напряжение? (закон Джоуля - Ленца)
- потребление электроэнергии (задачи)
2 Изложение нового материала
(найдите в тексте ошибку)
Основные свойства электрической энергии
Ребята, подумайте и ответьте на вопрос - чем электрическая энергия отличается от других видов энергии? (ответы ). Записать в конспект а) эл. Энергию (нельзя) можно передавать на большие расстояния б) эл. Энергию легко преобразовывать в другие виды энергии: световую, тепловую, механическую, внутреннюю.
Основные этапы производства, передачи и потребления электроэнергии
(на экране основные этапы, но они расположены не по порядку. Нужно поставить каждый этап на свое место)
Неправильный вариант
1 электрическое напряжение повышают для передачи электроэнергии на большие расстояния
2 при потреблении ее преобразуют в другие виды энергии
3 механическую энергию преобразуют в электрическую с помощью генераторов на электростанциях
4 при распределении электроэнергии потребителям электрическое напряжение понижают
5 электроэнергию передают под высоким напряжением по высоковольтным линиям электропередач
Правильный ответ
Этапы производства, передачи и потребления электроэнергии
1 механическую энергию преобразуют в электрическую с помощью генераторов на электростанциях
2 электрическое напряжение повышают для передачи электроэнергии на большие расстояния
3 электроэнергию передают под высоким напряжением по высоковольтным линиям электропередач
4 при распределении электроэнергии потребителям электрическое напряжение понижают
5 при потреблении ее преобразуют в другие виды энергии
Виды электростанций: ТЭС, ГЭС, АЭС, АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Мы переходим к более подробному рассмотрению этапов производства, передачи и потребления электроэнергии. В наше время уровень производства и потребления энергии - один из важнейших показателей развития производительных сил общества. где - то за 10 лет происходит удвоение использования электроэнергии. Рассмотрим доли различных типов электростанций в мировом производстве (уч стр 114 работаем с диаграммой 16.1)
Задание: заслушивая каждую презентацию вам нужно заполнить таблицу «За и против»Вид электростанции
Принцип работы
Преимущества
Недостатки
Примечание
ТЭЦ
ГЭС
АЭС
Альтернативные источники
-солнечная
-ветровая
-приливная
1 презентация Коноплев А «Теплоэлектростанции»
2 презентация Гладких В «Гидроэлектростанции»
3 презентация Решетняк Е «Атомные электростанции»
4 сообщение Писарев А «Альтернативные источники энергии»
Устройство и принцип работы генератора
На экране принципиальные схемы работы ТЭС, ГЭС, АЭС. ВОПРОС - что общего между этими схемами? (генераторы) 5 презентация Простакишин Н «Генераторы»
(за определенное время учащиеся должны разгадать шараду)
То, что осталось на трубе -это известно ведь тебе?
Добавь к ней то что посреди стоит у Ани, а на «три»
От дудки первый слог возьми и букву «К» к ним допиши.
Последних три есть для тебя в известном слове «лекция» (ответ - индукция)
Устройство, принцип работы и назначение трансформатора (задача)
6 Сообщение Кузнецов Д «Трансформаторы»
Задача: в первичной обмотке 200 витков, а во вторичной - 25 витков. Определить коэффициент трансформации. Повышает или понижает напряжение этот трансформатор?
Решение: K=N1/N2= 200/25= 8 понижающий трансформатор
Решение качественной задачи : 4 5 и 6 турбины (генераторы) ТЭЦ 1 вырабатывают ток напряжением 10,5 кВ, а с трансформаторной подстанции снимается 22000В. Каков коэффициент трансформации?
(к = 10500/22000= 0,48 трансформатор повышает напряжение)
Почему повышают напряжение? (закон Джоуля - Ленца)
Задача: какое количество теплоты выделится за 1 час проводником сопротивлением 0,5 кОм при силе тока 100 мА. За два часа? При сопротивлении 1 кОм? При силе тока 200мА?
(сделать обобщение задачи, вывод)
Главная причина потерь при передаче электроэнергии - нагревание проводов, то есть это превращение электрической энергии во внутреннюю. Согласно закону Джоуля - Ленца при прохождении тока в проводнике выделяется количество теплоты Q=I2Rt. Следовательно, чтобы уменьшить нагревание проводов, надо уменьшать их сопротивление и силу тока в них. Чтобы уменьшить сопротивление увеличивают их диаметр, но очень толстые провода слишком тяжелы и кроме этого на них пошло бы много меди. Так что главный резерв борьбы с потерями - уменьшение силы тока. А силу тока можно уменьшить ценой повышения напряжения во столько же раз, так как передаваемая потребителю мощность равна P=UI. При заданной мощности сила тока I=P/U подставляем в закон Джоуля/Ленца, получаем Q=P2Rt/U2, следовательно при заданной мощности и заданном сопротивлении «тепловые потери» в проводах обратно пропорциональны квадрату напряжения.
Задание - в учебнике на стр 119 найдите ответы на следующие вопросы
Почему высокое напряжение нельзя вводить в жилые дома?(стр 119 учеб читают, отвечают)
Ток какой силой смертелен для человека? Почему ток опасен для человека?
Вспомните на каком предмете вы говорили об электротравмах? Какие они бывают?
Потребление электроэнергии
Чтобы ответить на вопрос: что является основными потребителями электроэнергии? Мы решим несколько задач, (работа в микрогруппах)
Интересовались ли вы ребята сколько ваши родители платят за электроэнергию (приблизительный тариф 3 р за кВт *час), и я предлагаю вам рассчитать количество израсходованной электроэнергии и ее стоимость на:
- лампочку, мощностью 100 вт, работающую в течении 3 часов в сутки
- электрический чайник, работающий в течении 3 часов в сутки
-электрическая плита, работающая в течении 3 часов в сутки
- тяговый электродвигатель, работающий в течении 3 часов в сутки
- читинский троллейбус, обогреваемый электрической печью мощностью 3,6 кВт, работающий в течении 3 часов
(самостоятельная работа в микрогруппах в течении 5 мин) вывод, обсуждение учащихся.
Записать в тетрадь: главным потребителем электроэнергии является транспорт 90 %, а на бытовые нужды затрачивается 10% .
Самостоятельная работа учащихся с таблицей, анализ таблицы, выполненной учащимися (плюсы и минусы электростанций)Типы электростанций. ТЭС (тепловые)
66-68%
ТЭС - тепловые, вырабатывают электрическую энергию;
ТЭЦ - электроцентрали, вырабатывающие электроэнергию + тепло (расстояние передачи тепла не более 20-30 км);
ГРЭС - государственные районные электростанции.
Уголь, газ, мазут, торф => по этому можно строить везде.
- быстро строят, и строительство обходится дешевле, чем строительство ГЭС и АЭС;
- разнообразное сырьё;
- способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний;
- КПД - 33%.
ГЭС (гидравлические)
17-18%
1.Виды электростанций:
ГЭС - гидроэлектростанция на равнинных и горных реках;
ГАЭС -гидроаккумулирующая станция (Загорская);
ПЭС - приливная электростанция (высоту приливов и отливов).
2.Сырьё:
Вода равнинных и горных рек.
Движение воды во время приливов и отливов.
3.Качественная характеристика.
Преимущества:
- высокий КПД - 92-94%;
- экономичны, простота управления;
- обслуживает сравнительно немногочисленный персонал;
- маневренны при изменении нагрузки выработки электроэнергии;
- длительный срок эксплуатации (до 100 и более лет);
- низкая себестоимость электроэнергии;
- ГЭС - комплексное гидротехническое сооружение;
- регулирует стоки;
- плотина используется для транспортных связей между берегами (таблица);
- около них образуются промышленные центры (Тольятти, Набережные Челны, Балаково);
- процесс выработки электроэнергии не сопровождается загрязнением окружающей среды;
АЭС (атомные)
14-15%
АЭС - атомная электростанция, вырабатывает электроэнергию;
АЭЦ - атомная электроцентраль (тепло + энергия).
Ядерное топливо (плутоний и уран). При расходе 1 кг урана образуется энергии как при сгорании 2500 кг угля.
- на 20-30 тонн ядерного топлива АЭС работает несколько лет;
- в высшей степени концентрированное и транспортабельное топливо;
- маневренность;
- размещение (там, где нужна электроэнергия, но нет других источников сырья (мало)).
- КПД - 80%;
- дешёвая электроэнергия;
- сравнительно небольшие затраты при строительстве;
- работа станции не приводит к усилению парникового эффекта.
- процесс выработки электроэнергии не сопровождается загрязнением окружающей среды;
Недостатки:
Несмотря на неоспоримые преимущества электростанций в добыче энергии перед топливной промышленностью и необходимостью их существования и востребованность, у них всё же существует целый ряд серьёзных проблем и недостатков, требующих внимательного изучения и решения.
1. Работают на невозабновимых ресурсах.
2. Дают много отходов (самые чистые на природном газе).
3. Режим работы меняется медленно (для разогрева котла необходимо 2-3 суток).
4. Энергия дорогая, так как для эксплуатации станции, добычи и транспортировки топлива требуется много людей.
Канаковская ГРЭС
Костромская ГРЭС
Сургутская ГРЭС
Рефтинская ГРЭС
Ириклинская ГРЭС
Берёзовская ГРЭС
Заинская ГРЭС
1. Длительное и дорогое строительство (15-20 лет).
2. Строительство сопровождается затоплением огромных площадей плодородных земель. В зоне затопления оказываются сотни деревень и даже городов.
3. Водохранилища изменяют речной сток, климат.
4. Вода в водохранилищах быстро загрязняется, так как идёт накопление отходов. Прошедшая через турбину вода становится «мёртвой», поскольку в ней погибают микроорганизмы.
5. Проявление «капризности» по выбору места строительства.
4. География электростанций.
По карте атласа, по 7 станций
(определяем)
Саяно-Шушенская(6400 МВт)
Красноярская (6000 МВт)
Иркутская
Волгоградская
Братская
Бурейская
Загорская ГАЭС
1. АЭС таят в себе большой разрушительный потенциал: крупная авария способна вывести из хозяйственного использования тысячи километров территории (Чернобыль).
2. Проблема утилизации ядерного отработанного топлива в специальных могильниках.
Кольская - Полярные Зори
Ленинградская-Сосновый бор
Калининская - Удомля
Курская - Курчатов
Балаковская
Смоленская - Десногорск
Белоярская - Заречный
Электрические станции ряда областей страны соединены высоковольтными линиями передач, образуя общую электросеть, к которой присоединены потребители. Такое объединение называется энергосистемой. Энергосистема обеспечивает бесперебойность подачи энергии потребителям не зависимо от их месторасположения.
Электроэнергия в производстве.
Современное общество невозможно представить без электрификации производственной деятельности. Уже в конце 80-х годов более 1/3 всего потребления энергии в мире осуществлялось в виде электрической энергии. К началу следующего века эта доля может увеличиться до 1/2. Такой рост потребления электроэнергии прежде всего связан с ростом ее потребления в промышленности. Основная часть промышленных предприятий работает на электрической энергии. Высокое потребление электроэнергии характерно для таких энергоемких отраслей, как металлургия, алюминиевая и машиностроительная промышленность.
Электроэнергия в быту.
Электроэнергия в быту неотъемлемый помощник. Каждый день мы имеем с ней дело, и, наверное, уже не представляем свою жизнь без нее. Вспомните, когда последний раз вам отключали свет, то есть в ваш дом не поступала электроэнергия, вспомните, как вы ругались, что ничего не успеваете и вам нужен свет, вам нужен телевизор, чайник и куча других электроприборов. Ведь если нас обесточить навсегда, то мы просто вернемся в те давние времена, когда еду готовили на костре и жили в холодных вигвамах.
Значимости электроэнергии в нашей жизни можно посветить целую поэму, настолько она важна в нашей жизни и настолько мы привыкли к ней. Хотя мы уже и не замечаем, что она поступает к нам в дома, но когда ее отключают, становится очень не комфортно.
Цените электроэнергию!
3 закрепление, обобщение темы
Самооценка учащихся Домашнее задание составить диаграмму «потребители электроэнергии»
Рассчитать количество израсходованной электроэнергии и ее стоимость на:
лампочку, мощностью 100 вт, работающую в течении 3 часов в сутки
электрический чайник, работающий в течении 3 часов в сутки
электрическая плиту, работающая в течении 3 часов в сутки
- тяговый электродвигатель, работающий в течении 3 часов в сутки; на 1 электровоз
читинский троллейбус, обогреваемый электрической печью мощностью 3,6 кВт, работающий в течении 3 часов