Этот учебный набор предназначен для изучения различных видов возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая, биологическая, механическая и термоэлектрическая энергия. С помощью набора учащиеся могут экспериментально исследовать принципы работы солнечных панелей, ветрогенераторов, топливных элементов и термоэлектрогенераторов. Он позволяет проводить опыты по преобразованию энергии из различных природных источников, оценивать эффективность систем и проводить сравнительные анализы разных типов генераторов.
Этот учебный комплект предназначен для исследования основ механики, пневматики и возобновляемых источников энергии. Набор позволяет учащимся изучить принципы преобразования различных типов энергии (солнечная, ветровая, механическая и другие) в электричество и механическую энергию. Он также включает компоненты для проведения экспериментов по пневматическим процессам.
Набор включает компоненты для проведения практических экспериментов, которые демонстрируют принципы преобразования солнечной, ветровой, биологической, механической и термоэлектрической энергии в электрическую. Комплект разработан для школьных лабораторий и образовательных учреждений, чтобы наглядно показать, как работают современные технологии, основанные на экологически чистых источниках энергии.
Основные компоненты:
- Солнечная панель – демонстрация преобразования солнечного света в электричество.
- Ветрогенератор – устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.
- Топливные элементы – возможность исследования водородных топливных элементов и электролиза.
- Термоэлектрогенератор – преобразование тепловой энергии в электричество с использованием разности температур.
- Механический генератор – преобразование механической энергии в электрическую для изучения принципов работы генераторов.
- Пневматические системы – изучение принципов сжатого воздуха и его применения в механических системах.
Возможности и учебные задачи:
Исследование солнечной энергии:
Эксперименты по изучению работы солнечных панелей, их эффективности в различных условиях освещения.
Изучение зависимости выхода энергии от угла наклона панели и интенсивности солнечного света.
Ветровая энергия:
Построение и тестирование ветряной турбины.
Изучение параметров генерации электричества в зависимости от скорости ветра и конструкции лопастей.
Термоэлектрическая энергия:
Эксперименты с термоэлектрическими элементами для демонстрации работы генераторов, которые преобразуют тепловую энергию в электрическую.
Биологическая энергия:
Демонстрация работы микробных топливных элементов и других методов получения энергии из биологических источников.
Электролиз и водородные топливные элементы:
Изучение процесса электролиза и получение водорода как топлива.
Использование водородных топливных элементов для генерации электричества.
Преобразование механической энергии:
Применение механических генераторов для преобразования механической энергии в электричество.
Демонстрация законов сохранения энергии и работы генераторов.
Преимущества набора:
- Практическое обучение: Комплект позволяет учащимся самостоятельно проводить эксперименты, что способствует лучшему пониманию физических принципов.
- Экологическая осведомленность: Благодаря изучению возобновляемых источников энергии, ученики узнают о современных методах производства экологически чистой энергии и ее важности для устойчивого развития.
- Многообразие экспериментов: Широкий спектр источников энергии и технологий делает набор универсальным инструментом для обучения.
Подготовка к будущим технологиям: Изучение работы альтернативных источников энергии готовит учащихся к современным и будущим технологиям в сфере энергетики.
Применение:
Набор идеально подходит для использования на уроках физики, технологии и энергетики в старших классах школы и колледжах. Он также может использоваться на научных конференциях и демонстрационных занятиях, где требуется наглядная демонстрация работы возобновляемых источников энергии.
Состав:
- Модуль LED-диод — 1 шт.
- Модуль конечный разъем — 2 шт.
- Модуль угловой соединитель с разъемом — 2 шт.
- Модуль проходной разъем — 3 шт.
- Модуль прямой соединитель — 3 шт.
- Модуль угловой соединитель — 4 шт.
- Модуль патрон для лампы (патрон для лампы типа E10 винтовой) — 1 шт.
- Модуль вентилятор — 1 шт.
- Зажим для предметов — 1 шт.
- Стержень для крепления вентилятора (Ø10×100 мм, нержавеющая сталь) — 2 шт.
- Удлинитель-переходник (Разъем типа «банан», красный, черный, Ø4×42 мм) — 1 компл.
- Термометр (-10…+110 градус) — 2 шт.
- Вентилятор — 1 шт.
- Сдвижной коннектор — 1 шт.
- Трехлопастной пропеллер (зеленый) — 2 шт.
- Экспериментальное устройство для получения термоэлектрической энергии — 1 шт.
- Модуль потенциометр (220 Ом) — 1 шт.
- Пластиковый стакан, шприц (250 мл, 20 мл) — 1 компл.
- Модуль электрический двигатель, четырехлопастной пропеллер (3 В, 3000 об/мин, Ø56 мм) — 1 шт.
- Модуль выключатель (однополюсный выключатель) — 1 шт.
- Лампы (6.3В/0.15A – 3 шт., 12В/0.1A – 3 шт.) — 1 компл.
- Силиконовая трубка (внутренний диаметр 4 мм, внешний диаметр 6 мм, длина=150 мм) — 6 шт.
- Комплект электролизер и водородный топливный элемент (В комплект входят: электролизер/топливный элемент, красный/черный соединительный провод с разъемом типа «банан») — 1 компл.
- Модуль солнечной батареи (74×65 мм) — 1 шт.
- Источник света (12 В / 35 Вт) — 1 шт.
Темы экспериментов из учебного комплекта «для изучения основ механики, пневматики и возобновляемых источников энергии»
1. Влияние интенсивности света на напряжение и ток солнечного элемента
Этот эксперимент помогает учащимся понять, как изменения в интенсивности света (например, солнечного излучения) влияют на выходные параметры солнечных панелей, такие как напряжение и ток.
2. Влияние площади фоточувствительной поверхности солнечного элемента на напряжение и ток
Исследование площади солнечных панелей и её влияние на эффективность генерации электричества. Это демонстрирует важность оптимальной конструкции солнечных батарей.
3. Изучение роли солнечных элементов в цепях постоянного тока при отсутствии света
Эксперимент показывает, как ведут себя солнечные элементы, когда отсутствует источник света, и их влияние на электрическую цепь.
4. Зависимость напряжения и тока солнечного элемента от интенсивности света (расстояния)
Здесь учащиеся могут увидеть, как расстояние до источника света влияет на производительность солнечного элемента, измеряя изменения тока и напряжения.
5. Темновая вольт-амперная характеристика солнечного элемента
Этот эксперимент демонстрирует поведение солнечных элементов в условиях отсутствия света, включая анализ вольт-амперной характеристики.
6. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента
Изучение вольт-амперной характеристики позволяет учащимся понять, как солнечные элементы работают в различных условиях освещения и нагрузки.
7. Производство энергии на топливных элементах
Этот эксперимент демонстрирует, как водородные топливные элементы могут генерировать электричество, обеспечивая экологически чистую энергию.
8. Характеристические кривые электролизной установки
Учащиеся изучают процесс электролиза, генерируя водород, и исследуют характеристики установки, влияющие на эффективность процесса.
9. Кулоновская и энергетическая эффективность установки электролиза
Этот эксперимент направлен на изучение эффективности электролизной установки, рассматривая как кулоновскую, так и энергетическую эффективность.
10. Кривая вольт-амперной характеристики батарейного модуля
Исследование вольт-амперной характеристики батарейного модуля и понимание его работы в разных режимах нагрузки.
11. Эффективность Фарадея и энергоэффективность водородных модулей
Эксперимент позволяет измерить эффективность производства водорода с использованием принципов Фарадея и оценить энергоэффективность модуля.
12. Эффективность систем на топливных элементах
Изучение производительности топливных элементов, включая исследование их энергетической эффективности в разных условиях.
13. Вольт-амперные характеристики воздушно-реактивных топливных элементов
Учащиеся исследуют поведение воздушно-реактивных топливных элементов через анализ их вольт-амперных характеристик.
14. Влияние скорости ветра
Этот эксперимент демонстрирует, как изменения в скорости ветра влияют на производительность ветрогенераторов и выработку электроэнергии.
15. Влияние направления ветра на ветряные турбины
Исследование эффективности ветряных турбин в зависимости от направления ветра, что важно для проектирования эффективных систем.
16. Ветряной генератор с нагрузкой
В этом эксперименте учащиеся подключают нагрузку к ветрогенератору и исследуют его производительность при реальной работе.
17. Влияние количества лопастей на ветряной генератор
Эксперимент изучает, как количество лопастей ветряной турбины влияет на её способность генерировать электричество.
18. Выработка электроэнергии при разнице температур
Изучение термоэлектрогенераторов и их способности производить электроэнергию за счет разности температур.
19. Эффект Пельтье: термоэлектрические охладители (TEC)
Эксперимент с термоэлектрическими охладителями, основанными на эффекте Пельтье, позволяет понять, как можно охлаждать системы с использованием электричества.
20. Применение эффекта Пельтье (выделение тепла)
В этом эксперименте демонстрируется обратная сторона эффекта Пельтье – выделение тепла в термоэлектрических устройствах.