Производство и передача электрической энергии. 11-й класс

Цели урока:

  • оказать помощь учащимся в профильном и
    профессиональном самоопределении в процессе
    обучения;
  • показать социальную значимость вопросов
    производства и передачи электрической энергии.
  • Задачи:

  • повторить вопросы производство и передача
    электрической энергии, знать способы
    производства и передачи электроэнергии;
  • на примере решения задач уметь рассчитывать
    расход электроэнергии в семье и экономно
    относиться к этому энергоресурсу;
  • формировать ответственность людей, работающих
    на электростанциях.
  • Оборудование:

  • компьютер;
  • видеопроектор;
  • трансформаторы;
  • источник тока;
  • соединительные провода;
  • электрическая лампа.
  • Приложение (презентация к уроку)
  • Ход урока

    Организационный этап (1мин).

    Учитель объясняет цели и задачи урока.

    Повторение и решение задач (35 мин).

    Учитель:

    «Использование электроэнергии связано с
    передачей ее от источника тока — генератора к
    потребителю. В линиях передачи происходят потери
    энергии.

    Сегодня мы на примере решения задач определим,
    какие потери энергии происходят при передаче
    электроэнергии».

    Один из учеников демонстрирует презентацию с
    озвучиванием: «Схема передачи электроэнергии на
    расстояние и ее распределение» (На выступление
    ученика отводится 3 мин).

    Рисунок 1. Схема передачи электроэнергии на
    расстояние и ее распределение

    Второй ученик демонстрирует эксперимент по
    ранее собранной схеме с использованием
    школьного оборудования «Передача
    электроэнергии потребителю» (Время — 3 мин).

    Учитель:

    «По этому рисунку (рис. 1) решаем задачу (5 мин):

    Определить коэффициент трансформации
    трансформаторов. Какой трансформатор является
    повышающим? Какой понижающим?

    (пример решения появляется на экране).

    Рисунок 2. Расчет коэффициента трансформации

    Далее самостоятельное решение задачи №986 из
    Сборника задач А.П. Рымкевич».

    Следующий ученик демонстрирует презентацию
    «Потери энергии в линиях электропередачи»
    (Время — 9 мин).

    Учитель:

    «Оценим количественно мощность, теряемую в
    подводящих проводах.

    Крупный город потребляет электрическую
    мощность порядка 20 МВт. Из-за потерь мощности
    электростанция должна вырабатывать существенно
    большую мощность. Сопротивление 1 км
    двухпроводной линии из медного провода
    диаметром 1 см, равно:

    r = l/S = 1 Ом.

    Тогда потери мощности на 1 км подводящих
    проводов составляют:

    Р = Р2/U2  r = 1010 Вт/км = 107
    кВт/км.

    При передаче на расстояние 1000 км потери
    мощности составят 1010кВт. За 1ч в подводящих
    проводах потери составляют 1010кВт  ч».

    Совместно с учащимися делаем вывод, как можно
    уменьшить потери мощности в линиях
    электропередач (ЛЭП). Обсуждаем вопросы:

    Почему невозможно уменьшать сопротивление
    подводящих проводов?

    Почему нельзя увеличить силу тока в ЛЭП?

    Почему повышение напряжения, передаваемого в
    линиях электропередачи, уменьшает потери
    мощности в подводящих проводах?

    Чем ограничено повышение напряжения в линиях
    электропередачи?

    Далее для закрепления материала
    самостоятельное решение задач (15 мин).

    Задача № 1266 из Сборника задач по физике (В. П.
    Демкович, Л. П. Демкович). На конце двухпроводной
    линии переменного тока мощность равна 24 кВт и
    напряжение 220 В. Длина линии 175 м, провода
    медные сечением 35 мм2. Вычислить потери
    мощности в линии.

    Учитель: При решении задачи обратить внимание:
    длина линии должна быть двойная

    Задача №1267 из Сборника задач по физике (В. П.
    Демкович, Л. П. Демкович). Мощность, отдаваемая в
    линию, 50 кВт. Сравнить потери мощности в линии
    и КПД передачи для напряжений 220 В и 380 В.
    Сопротивление линии 0,1 Ом.

    Учитель: На примере этой задачи ещё раз
    убеждаемся, что потери мощности обратно
    пропорциональны напряжению, передаваемому по
    проводам, и КПД при этом растет.

    Задача (Г.С. Ландсберг, т.2). Электростанция
    мощности 5000 кВт передает энергию по двум медным
    проводам заводу, находящемуся на расстоянии 25 км.
    Потеря в проводах должна составить 2% от
    передаваемой мощности. Рассчитайте сечение
    проводов для случаев, когда энергия передается:
    а) под напряжением 50 кВ; б) под напряжением 100 кВ.
    Какова будет масса проводов в том и другом
    случае? Плотность меди равна 8,9 *103 кг/м3.

    Решение задачи проверяется на экране
    проектора.

    Рисунок 3. Решение задачи

    Домашнее задание (1 мин).

    повторить из учебника 15, 35 -37;

    закончить задачу 3 (п. б).

    Итоги урока (3 мин).

    Учитель:

    «Сегодня на уроке мы научились вычислять
    потери энергии при передаче электроэнергии;
    ребята, помните, для понижения потерь
    электроэнергии нужно экономить ее в быту.

    Литература:

  • В. А. Касьянов. Физика. 11 класс. Дрофа. Москва. 2003
  • Г. С. Ландсберг. Элементарный учебник физики. Том
    2. М. «Наука», 1985
  • А. П. Рымкевич. Сборник задач по физике. 10-11
    классы. Дрофа. Москва. 2004.
  • В. П. Демкович, Л. П. Демкович. Сборник задач по
    физике. М. Просвещение. 1981.
  • Следующий: