Глава 8. Технологии получения, преобразования и использования энергии
Практические и творческие задания, выводы
Содержание
Практическая работа
Подготовьте иллюстрированный реферат о свойствах и применении энергии магнитного поля, электростатического поля, электрического тока или магнитных волн.
Лабораторные работы
Лабораторные работы следует проводить только с разрешения преподавателя. Для организации и проведения лабораторных работ надо воспользоваться рабочей тетрадью, специальными справочниками и Интернетом.
Примерный список тем лабораторных работ:
1. Наблюдение и исследование свойств магнитного поля.
2. Наблюдение и исследование свойств электростатического поля.
3. Сборка и испытание электрических цепей с различными электрическими приёмниками: лампами, электродвигателем, резисторами, электромагнитом.
4. Зарядка кислотного аккумулятора.
5. Нанесение рисунка на металлическую поверхность методом электроискровой обработки.
6. Установление связи с помощью сотовых телефонов. Экранирование передающего и принимающего аппаратов.
Проектные работы
Разработайте и изготовьте наглядные пособия, лабораторные установки, стенды для изучения материалов о свойствах энергии магнитного и электростатического полей, электрической энергии, энергии электромагнитных волн.
Выводы
Магнитное поле представляет собой один из видов материи. Тела, обладающие магнитными свойствами, имеют два полюса. Они называются северным N и южным S полюсами. Нет тел, у которых был бы только один магнитный полюс, только северный или только южный.
Два магнита, сближенные друг с другом одинаковыми полюсами, отталкиваются друг от друга. Если полюса противоположные, то магниты притягиваются друг к другу.
Энергия магнитного поля широко используется в производстве. Мощные электромагниты применяются при погрузке стального металлолома. Магнитные сепараторы (разделители) позволяют обогащать бедные железосодержащие руды. Электромагниты используются в электромагнитных включателях и выключателях: в реле, магнитных пускателях, автоматических выключателях. Одно из современных применений энергии магнитного поля — подвеска вагонов поезда на магнитах.
Учёные установили, что есть ещё один вид поля — электрическое поле. В атомах всех веществ есть протоны и электроны, которые обладают особым свойством: наличием электрического заряда, создающего электрическое поле. Тело, потерявшее часть электронов, станет положительно заряженным. Тело, собравшее лишние для атомов электроны, будет отрицательно заряженным.
Энергию электрического поля можно накапливать и сохранять. Устройство, которое позволяет сделать это, называется конденсатором. В настоящее время созданы так называемые суперконденсаторы, которые могут накапливать очень большие объёмы энергии электрического поля. Эту энергию можно использовать в научных установках и транспортных устройствах.
Под действием сил электрического поля или меняющегося магнитного поля положительно и отрицательно заряженные частицы начинают упорядоченно двигаться. Это движение заряженных частиц называется электрическим током. Условно принято считать, что направление электрического тока — это движение зарядов от положительного полюса к отрицательному полюсу.
Движущиеся заряженные частицы, или электрический ток, несут энергию. Чем больше заряженных частиц каждую секунду будет упорядоченно двигаться, тем больше энергии они перенесут.
Для получения электрической энергии нужны источники электрического тока или источники электрической энергии. В источнике тока под действием внутренних сил или сторонних сил происходит разделение зарядов по полюсам или электродам. Источники тока бывают химическими, электромагнитными, светоэлектрическими, термоэлектрическими.
Электрическая энергия широко используется в быту и в производстве для получения тепловой, световой, механической, химической и другой энергии, а также для выполнения необходимой работы. Существует несколько методов накопления электрической энергии или её аккумулирования: в аккумуляторах, работающих на химических реакциях, в ультракондесаторах, в супермаховиках.
Переменное электрическое поле порождает вокруг проводника с током собственное переменное магнитное поле. Новое магнитное поле в пространстве рождает новое переменное электрическое поле, а оно, в свою очередь, — новое переменное магнитное поле. Образуются электромагнитные волны, которые распространяются и на Земле, и в космосе со скоростью 300 000 км/с.
Радиоволны от каждого конкретного источника имеют определённую длину. Длина волны — это протяжённость в пространстве двух взаимосвязанных полей: электрического и перпендикулярного ему — магнитного. Принято делить электромагнитные волны в зависимости от длины на диапазоны. Каждая радиостанция имеет свой строго ограниченный диапазон излучения электромагнитных волн. Например, операторы сотовой телефонной связи в нашей стране работают в диапазоне волн с длиной примерно от 33,3 до 15,7 см.
Электромагнитные волны также несут в себе энергию. Эта энергия в зависимости от вида и мощности источника широко применяется в производстве и быту. Наиболее частое применение — для осуществления радиосвязи и передачи телевизионных сигналов. С помощью электромагнитной энергии можно передавать электрическую энергию, получаемую от космических солнечных электростанций.
Подведем итоги
1. Что такое магнитное поле?
2. Как можно обнаружить, что данное тело обладает магнитным полем?
3. Что такое конденсатор?
4. Какой процесс происходит в источнике тока?
5. В какие виды энергии можно преобразовать электрическую энергию?
6. Как и с помощью чего можно накапливать и сохранять электрическую энергию?
