Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 16. Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії
Завдання 3
Складники генератора
Описати основні частини генератора індукційного струму та пояснити функцію кожної з них.
Розв’язання
Основними складниками є статор і ротор.
Статор — це нерухома частина, на внутрішній поверхні якої розміщена мідна обмотка.
Ротор — це рухома частина всередині статора; до його обмотки подається струм для створення магнітного поля.
При обертанні ротора всередині статора кількість ліній магнітної індукції, що пронизують витки статора, постійно змінюється, що викликає виникнення індукційного струму в обмотці статора.
Відповідь:
Основні складники — статор (нерухома частина з обмоткою) та ротор (рухома частина з обмоткою). Призначення статора — приймати індукційний струм, призначення ротора — створювати магнітне поле та забезпечувати зміну потоку магнітних ліній через обмотку статора під час обертання.
Завдання 4 (с. 116)
Генератор і електрика
Чи згодні ви з висловом «генератор створює електрику»? Обґрунтуйте свою відповідь, спираючись на текст параграфа.
Розв’язання
Згоден(на) з цим висловом лише частково, оскільки генератор не створює електрику «з нічого».
Генератор перетворює механічну енергію обертального руху ротора в електричну енергію.
Для роботи потрібен додатковий джерело енергії (наприклад, двигун внутрішнього згоряння, водяний потік або вітер), який забезпечує цей рух.
Отже, генератор лише перетворює один вид енергії на інший, а не створює електрику самостійно.
Відповідь:
Ні, з цим висловом не можна повністю згодитися. Генератор не створює електрику «з нічого», він перетворює механічну енергію обертального руху в електричну. Без джерела механічної енергії (двигуна, турбіни тощо) генератор не працюватиме.
Завдання 5
Порівняння генераторів
Порівняти побутові бензинові генератори та промислові джерела електричної енергії. Визначити спільні риси, відмінності та перетворення енергії в обох випадках.
Розв’язання
Спільне: Обидва пристрої мають статор і ротор, працюють за принципом електромагнітної індукції та виконують перетворення механічної енергії обертання в електричну.
Відмінності: Бензиновий генератор використовує двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) як джерело механічного руху, працює автономно і має невелику потужність. Промислові станції використовують турбіни, що приводяться в дію водяною парою, водою або вітром, мають колосальну потужність та призначені для постачання енергії великим споживачам.
Перетворення енергії: У бензиновому генераторі хімічна енергія палива перетворюється на теплову, потім — на механічну (обертання ДВЗ) і нарешті — на електричну. У промислових станціях (теплових, атомних, гідро-, вітрових) первинна енергія (хімічна палива або кінетична води/вітру) перетворюється на механічну обертання турбіни, а потім — на електричну.
Відповідь:
Спільне: принцип дії (електромагнітна індукція), будова (статор і ротор). Відмінності: джерело механічної енергії (бензиновий двигун проти турбін від води/вітру/пари) та потужність. Перетворення: у обох випадках механічна енергія обертання перетворюється на електричну; у бензиновому генераторі хімічна енергія палива спочатку перетворюється на механічну, а в промислових — кінетична енергія природних ресурсів (вода, вітер) або теплова енергія пари.
Завдання 6
Обертання промислового генератора
Поясніть, чому промислові генератори неможливо обертати вручну, навіть якщо люди робитимуть це по черзі.
Розв’язання
Промислові генератори поєднують із турбінами, які приводяться в рух потоком води, паром або вітром.
Людська сила не може забезпечити необхідну швидкість обертання та тривалість роботи для генерації достатньої кількості енергії.
Відповідь:
Обертати промислові генератори вручну неможливо через відсутність механізму, що забезпечує необхідну потужність обертання ротора; для цього потрібні турбіни, які приводяться в рух зовнішнім джерелом енергії (водопадом, паром, вітром).
Завдання 8
План розвитку електроенергетики регіону
Запропонуйте план розвитку електроенергетики у вашому регіоні та обґнтуйте кожний пункт.
Розв’язання
Будівництво вітрових електростанцій: Оскільки в багатьох регіонах України достатньо вітру, це дозволить зменшити залежність від імпорту палива та знизити викиди парникових газів.
Модернізація мереж: Потрібно оновити лінії електропередачі для ефективного транспортування енергії від нових джерел до споживачів.
Інвестиції в освіту: Провести просвітницьку роботу серед населення про важливість економії енергії та підтримки «зелених» проектів.
Відповідь:
План включає будівництво вітрових електростанцій для використання відновлюваної енергії, модернізацію мереж передачі електроенергії та просвітницьку роботу серед населення щодо енергоефективності.
