DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum w Rutkach ID grupy:

Prezentacja na temat: "DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum w Rutkach ID grupy:"— Zapis prezentacji:

1

2 DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Gimnazjum w Rutkach ID grupy:
96/89_MP_G2 Kompetencja: Matematyczno-przyrodnicza Temat projektowy: Małe pstryk Semestr/rok szkolny: III/2010/2011

3 Małe pstryk

4 Jest to uporządkowany (skierowany) ruch ładunków elektrycznych.
Prąd elektryczny Jest to uporządkowany (skierowany) ruch ładunków elektrycznych.

5 Przykładem prądu elektrycznego, przewodzonego przez powietrze jest piorun.

6 Wzory dotyczące prądu elektrycznego

7 Napięcie prądu elektrycznego
Napięcie elektryczne – różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Symbolem napięcia jest U. Napięcie elektryczne jest to stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku elektrycznego między punktami, dla których określa się napięcie, do wartości tego ładunku. Wyrażamy wzorem : U= E/q 

8 Natężenie prądu elektrycznego
Natężenie prądu (nazywane potocznie prądem elektrycznym) jest wielkością fizyczną charakteryzującą przepływ prądu elektrycznego zdefiniowaną jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku. Korzystamy ze wzoru: I=q/t

9 Opór elektryczny R = U/I
Opór elektryczny jest wielkością określającą zdolność ciała do „przeciwstawiania się” przepływowi prądu. Ma wartość stałą dla danego odbiornika energii elektrycznej w danej temperaturze, niezależnie od przyłożonego napięcia. Opór elektryczny obliczamy ze wzoru: R = U/I

10 Praca prądu elektrycznego
Praca prądu elektrycznego jest sumą prac sił opisujących oddziaływanie poruszających się ładunków elektrycznych z siecią krystaliczną przewodnika (grzałki, żarówki, itp.) lub z innymi poruszającymi się ładunkami wytwarzającymi pole magnetyczne (silniki prądu stałego). Aby obliczyć pracę prądu korzystamy ze wzoru: W = U*I*t lub W = U*q

11 Moc prądu elektrycznego
Moc prądu elektrycznego jest to wielkość fizyczna, która opisuje, jak szybko jest wykonywana praca. Wyznaczamy ją poprzez stosunek pracy do czasu, w którym praca ta została wykonana. Określa ona pracę wykonaną w jednostce czasu. P = U*I

12 Pierwsza pomoc przy porażeniu elektrycznym
Zachowaj spokój, ale nie trać czasu. Jeśli porażony nie może sam odłączyć się od źródła napięcia (wyłącz napięcie (wyjmij wtyczkę z gniazdka) lub odsuń porażonego od źródła napięcia. Nie dotykaj porażonej osoby rękoma, gdyż sam możesz zostać porażony; użyj izolatora, np. kija od szczotki. Jeśli porażony odczuł tylko chwilowy ból, oddycha, a jego serce pracuje normalnie, pomoc medyczna nie jest potrzebna. Jeśli porażony jest przytomny, ale źle się czuje, należy udać się z nim do lekarza lub wezwać lekarza. Nie wolno go zostawiać samego, bo jego stan może się pogorszyć. Jeśli porażony jest nieprzytomny, ale oddycha, a jego serce bije, należy go ułożyć na boku, wyjąć mu z ust ewentualne ciała obce i wezwać pogotowie ratunkowe. Nie wolno zostawiać go samego; oddech i pracę serca trzeba systematycznie sprawdzać. Jeśli brak oddechu, to należy zastosować sztuczne oddychanie, a przy braku bicia serca – także masaż i niezwłocznie wezwać pogotowie.

13 Rodzaje energii

14 Energia słoneczna Energetyka słoneczna – gałąź przemysłu zajmująca się wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego zaliczanej do odnawialnych źródeł energii. Do Ziemi dociera promieniowanie słoneczne zbliżone widmowo do promieniowania ciała doskonale czarnego o temperaturze ok. 5700 K. Przed wejściem do atmosfery moc promieniowania jest równa 1367 W/m² powierzchni prostopadłej do promieniowania słonecznego. Część tej energii jest odbijana i pochłaniana przez atmosferę, do powierzchni Ziemi w słoneczny dzień dociera około 1000 W/m ² .

15 Kolektory słoneczne do ogrzewania wody w Grecji

16 Energia jądrowa Elektrownia jądrowa – obiekt przemysłowo- energetyczny (elektrownia cieplna), wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop 235U), w której ciepło konieczne do uzyskania pary wodnej, jest otrzymywane z reaktora jądrowego.

17 Elektrownia jądrowa

18 Reaktor jądrowy Urządzenie skomplikowane technicznie, lecz o bardzo prostej zasadzie działania. Urządzenie to służy do przeprowadzania z kontrolowaną szybkością reakcji rozszczepienia jąder atomowych. Rozszczepienie jądra uranu w 1938 roku udało się niemieckim fizykom atomowym Otto Hahnowi i Fritz Strassmannowi stało się podstawą narodzenia się w 1939 roku idei reakcji łańcuchowej rozszczepiania.

19 Reaktor jądrowy Reaktor jądrowy ( reaktor atomowy, stos atomowy ) to urządzenie służące do wytwarzania kontrolowanej reakcji łańcuchowej, tj. ciągłego pozyskiwania energii z rozszczepiania jąder atomowych. Stan kontrolowanej reakcji jądrowej podtrzymującej się samoczynnie na ustalonym poziomie nazywany jest stanem krytycznym. Jeśli intensywność reakcji narasta, to stan jest nadkrytyczny, gdy wygasa, to stan jest podkrytyczny. Stan krytyczny uzyskuje się, gdy efektywny współczynnik mnożenia neutronów κ = 1, tzn. gdy strumień neutronów pochodzących z rozszczepienia jąder atomowych kompensuje straty neutronów wynikające z ich rozproszenia i pochłonięcia. Odchylenie stanu reaktora jądrowego od stanu krytycznego opisuje tzw. reaktywność ρ = (κ-1)/κ.

20 Wady i zalety elektrowni jądrowych
WADY:  Brak miejsca na składowanie odpadów promieniotwórczych, szkodliwych dla zdrowia ludzi i zwierząt oraz dla środowiska naturalnego znajdującego się wokół nas;  Wytwarzanie uranu związane jest również z procesami uszkadzającymi naturalną „powłokę” środowiska;  Są ludzie którzy wykorzystują energię jądrową w sposób niekontrolowany, np. przy pomocy broni jądrowej. Broń jądrowa to jeden z rodzajów broni masowej zagłady o działaniu wybuchowym o wielkiej sile;  Związane z elektrowniami jądrowymi wybuchy, np. wybuch elektrowni w Czarnobylu, który spowodował wielkie straty oraz był przyczyną mutacji genetycznych rodzących się w tym okresie dzieci; ZALETY:  W porównaniu do innych nienaturalnych sposobów wytwarzania energii powoduje stosunkowo niewielkie szkody w środowisku naturalnym;  Tańszy niż inne, sposób wytwarzania energii;  Umiejętnie wykorzystywana energia powoduje wiele dobrego;

21 Energia wodna Jednym ze sposobów otrzymywania prądu elektrycznego jest wykorzystywanie energii wody. Elektrownia wodna to zakład przemysłowy zamieniający energię spadku wody na energię elektryczną. Elektrownie wodne dzieli się na "duże" i "małe", przyjmując, że małe elektrownie wodne (MEW) to te o mocy poniżej 5 MW. Natomiast duże elektrownie wodne to elektrownie o mocy powyżej 5MW i produkują one 20% światowej energii elektrycznej.

22 Elektrownie wodne

23 Energia wiatru Kolejnym sposobem uzyskiwania prądu elektrycznego jest wykorzystywanie energii wiatru. Elektrownia wiatrowa to zespół urządzeń produkujących energię elektryczną, wykorzystujących do tego turbiny wiatrowe. Energia uzyskana z wiatru jest uznawana za ekologicznie czystą, ponieważ wytworzenie energii nie pociąga za sobą spalania żadnego paliwa.

24 Elektrownie wiatrowe

25 Wiatraki a ekologia Wiatraki mogą szkodzić przyrodzie, ponieważ:
są to duże obiekty – turbina wraz z wirującą łopatą ma wysokość m, a więc tyle, ile Pałac Kultury i Nauki w Warszawie bez iglicy; są groźne dla życia ptaków wędrownych; szpecą krajobraz

26 Elektrownia maretermiczna
Elektrownia maretermiczna (oceanotermiczna) – elektrownia wytwarzająca prąd z różnicy temperatur między ciepłymi warstwami powierzchniowymi, a zimnymi warstwami głębinowymi morza lub oceanu. Elektrownie maretermiczne pracują m. in. w Japonii (10MW) i na Hawajach (40MW).

27 Elektrownia maretermiczna

28 Elektrownia geotermiczna
Elektrownia geotermiczna, inaczej geoelektrownia. Wytwarza prąd elektryczny z energii geotermicznej (ciepło wnętrza Ziemi). Pierwsze elektrownie geotermiczne pracują już w wielu krajach świata, i uzyskują sprawność około 25%.

29 Elektrownia geotermiczna

30 Elektrownie cieplne Spalany w nich węgiel służy do ogrzewania wody, a wytwarzana para wodna pomaga w uzyskaniu energii. Jedne z największych elektrowni spalających węgiel brunatny są w Bełchatowie, Bogatyni i Koninie. Jednak większość elektrowni używa węgla kamiennego. Przez spalanie węgla do atmosfery dostają się szkodliwe i duże ilości pyłów.

31 Elektrownia cieplna

32 Wpływ elektrowni na środowisko
Elektrownie i elektrociepłownie mają wpływ na powietrze atmosferyczne, glebę i wody, a za ich pośrednictwem na rośliny, zwierzęta i ludzi, a także na materiały i konstrukcje inżynierskie (korozja). Z tego względu przy projektowaniu i w eksploatacji tych obiektów zagadnienie ochrony środowiska zajmuje ważne miejsce. Dlatego bada się i w miarę możliwości wprowadza nowe, mało uciążliwe dla środowiska technologie wytwarzania energii elektrycznej, takie jak wykorzystanie energii wiatru, energii słonecznej, energii geotermicznej, energii maretermicznej, energii fal i pływów morskich, biomasy, wodoru, energii magnetohydrodynamicznej (MHD) i ogniw paliwowych. Niektóre z nich są już wprowadzane w naszym kraju.

33

34 Zalety i wady elektrowni

35 Zalety elektrowni posiadają nowoczesne technologie
dostarczają dużo energii, dlatego są zlokalizowane w pobliżu miejsc o dużym zapotrzebowaniu na energię elektryczną tańszy prąd w czasie wytwarzania energii nie ma hałasu wykorzystywanie paliwa produkowanego w kraju, a więc węgiel kamienny, brunatny

36 Wady elektrowni w razie awarii bardzo dotkliwie skażają środowisko
stanowią doskonały cel ataków terrorystycznych emitują do atmosfery dwutlenek węgla, co powoduje efekt cieplarniany do funkcjonowania elektrowni potrzebny jest uran zanieczyszczają powietrze przez spalanie paliw kopalnych zmieniają krajobraz zakłócają klimat akustyczny stanowią zagrożenie dla przelatujących ptaków przenikanie radioaktywnych odpadów do atmosfery potrzebują dużo zapasów wody do chłodzenia oraz dostępności paliwa

37 14 sposobów obniżania rachunków za prąd

38 1. Jeśli dane urządzenie nie musi być włączone, niech nie będzie. 2
1. Jeśli dane urządzenie nie musi być włączone, niech nie będzie. 2. Drzwi od lodówki i zamrażarki powinny być otwierane na krótko, a zamykane szczelnie. 3. Rozmrażanie mrożonek w lodówce zmniejsza zużycie energii przez lodówkę. 4. Należy szczelnie zamykać produkty wstawiane do lodówki, aby ograniczać parowanie wody. 5. Kuchenka elektryczne powinna być regularnie czyszczona, bo brud znacznie zaburza przepływ ciepła między płytami grzejnymi a dnem garnka. 6. Garnki powinny mieć płaskie dno o średnicy większej o ok. 2 cm od średnicy płyty grzejnej. 7. Wodę na herbatę należy gotować w elektrycznym czajniku. Im większa jego moc, tym mniej zużywa on energii, bo gotowanie trwa krócej, co zmniejsza straty ciepła. 8. Gotowanie w garnkach ciśnieniowych (tzw. szybkowarach) pozwala skracać czas gotowania i zmniejszać zużycie prądu. 9. Otwieranie drzwiczek elektrycznego piekarnika podczas pieczenia należy ograniczyć do minimum. Na ostatnie kilka minut można go spokojnie wyłączyć, a ciepło we wnętrzu dokończy proces pieczenia.

39 10. Odgrzewanie jedzeni trwa krócej w kuchence mikrofalowej niż na patelni i zużywa mniej energii. 11. Tam, gdzie światło pali się długo i często, powinny być montowane żarówki energooszczędne. 12. Jeśli ogrzewanie musi być elektryczne, niech to będą chociaż piece akumulacyjne podłączone do dwutaryfowego licznika. 13. Ekonomiczne programy pralki i zmywarki zazwyczaj trwają dłużej, ale zużywają mniej prądu i wody. Z tego względu warto z nich korzystać, ale nie kosztem własnego czasu. Dlatego warto uruchamiać je na noc. 14. Niektóre prania można robić bez włączania podgrzewania wody w pralce. Zwłaszcza jeśli używa się dzisiejszych, nowoczesnych proszków do prania.

40 14 sposobów oszczędzania energii w domu

41 1. Umieść grzejnik pod oknami, by ogrzać cyrkulujące powietrze – może to pomóc w zmniejszeniu zużycia energii o 5%. Za grzejnikami umieść specjalne ekrany pokryte folią aluminiową. Tak ograniczysz ilość ciepła marnowanego na ogrzanie ściany za kaloryferem. 2. Zadbaj o szczelność okien w twoim domu – pozwoli to podnieść temperaturę w pomieszczeniach o 2-3 stopnie C. 3. Wyposaż grzejniki w termostaty i korzystaj z nich, kiedy tylko się da – to może zmniejszyć zużycie energii do 15%. 4. Niskotemperaturowe ogrzewanie podłogowe może zmniejszyć zużycie energii o 12%. 5. Szczelne drzwiczki piekarnika mogą zmniejszyć zużycie energii o 5-7%. 6. Średnica garnków używanych do gotowania na kuchenkach gazowych i elektrycznych powinna być równa średnicy palnika lub od niej większa – pomaga to zmniejszyć zużycie energii o 15%. 7. Szybkowary są energooszczędne i na ogół zużywają 20% mniej energii niż konwencjonalne naczynie kuchenne. 8. Regularnie odmrażaj lodówkę, dzięki temu zaoszczędzisz o 2% energii.

42 9. Nie wkładaj gorących potraw czy pojemników do lodówki – powoduje to większe o 5% zużycie energii przez lodówkę. 10. Zawsze używaj żelazka z termostatem – może to zmniejszyć zużycie energii o 5%. 11. Używaj żelazka z nawilżaczem parowym – powoduje to oszczędność 10% energii. 12. Staraj się, by pralka automatyczna pracowała przy pełnym załadowaniu lub włączaj program „oszczędnościowy”. 13. Zmieniaj regularnie worki w odkurzaczu i wymieniaj uszkodzone, nieszczelne elementy rurki ssącej – może to zmniejszyć zużycie energii nawet o 20%. 14. Staraj się, by domownicy zjadali gorący posiłek razem bezpośrednio po jego przyrządzeniu. Pozwoli to unikać podgrzewania jedzenie, a przy 5 osobach zaoszczędzić nawet do 20% energii.

43 Korzyści finansowe, jakie można odnieść decydując się na zakup piekarnika energooszczędnego
Klasa efektywności energetycznej piekarnika Średnie zużycie energii na 1 cykl pieczenia (kWh) Roczne zużycie energii przy założeniu, że pieczemy 2 razy w tygodniu przez rok (kWh) Koszt energii w ciągu roku przy założeniu: 1 kWh = 0,66zł Koszt energii po 5 latach (zł) A 0,79 75,84 50,05 250,27 B 1,11 106,56 70,32 351,65 C 2,35 225,6 148,9 744,48

44 Klasy energetyczne Biały sprzęt AGD (czyli lodówki, pralki, zmywarki, zamrażarki, suszarki, piekarniki elektryczne) dzieli się na klasy energetyczne oznaczone literami A, B, C, D, E, F, G, gdzie A oznacza najniższe zużycie energii, a G - najwyższe. Coraz częściej pojawiają się modele klasy A+ (oszczędniejsze o 25proc. w porównaniu z modelami z klasy A), a nawet A++.

45

46 Obwody elektryczne W prostym obwodzie składającym się z małej żarówki, baterii i dwóch przewodów, prąd elektryczny płynie od dodatniego końca (bieguna) baterii, poprzez pierwszy przewód, włókno żarówki (jest to także rodzaj przewodu), drugi przewód i z powrotem, tyle że do ujemnego końca baterii, dalej przez baterię do bieguna dodatniego. Kiedy prąd elektryczny przepływa przez włókno, podgrzewa się ono i żarówka świeci. Na jednym z przewodów można umieścić przełącznik. Latarka jest przykładem takiego obwodu. Gdy przełącznik jest w stanie otwartym, połączenie jest przerwane, prąd elektryczny nie może przepłynąć przez obwód i żarówka nie świeci. Gdy przełącznik jest zamknięty, prąd płynie i żarówka świeci. Jeśli przez włókno żarówki przepływa zbyt duży prąd, może się ono przepalić. By zapobiec takiemu zdarzeniu w obwodzie można umieścić bezpiecznik elektryczny (przerywacz obwodu). Gdy przez bezpiecznik przepływa zbyt duży prąd, przewód znajdujący się w nim przepala się i ulega stopieniu, tym samym przerywając obwód i zatrzymując przepływ prądu. Przewód umieszczony w bezpieczniku jest tak zaprojektowany, by uległ stopieniu zanim temu samemu zjawisku uległoby włókno żarówki

47 Schemat prostego obwodu elektrycznego

48 Prosty obwód elektryczny

49 Symbole obwodu elektrycznego

50 Ciekawostki

51 W Polsce większość energii elektrycznej powstaje w elektrowniach węglowych, które przyczyniają się do zanieczyszczenia środowiska. Planowana jest jednak budowa elektrowni atomowych (jądrowych), podobnych do tej na zdjęciu, znajdującej się w Vandellos w Hiszpanii. W wielu krajach takie elektrownie zaspokajają one większą część zapotrzebowania na energię elektryczną. Zauważ, że elektrownia jądrowa nie zanieczyszcza środowiska. W pobliżu znajduje się ośrodek wypoczynkowy.

52 PIERWSZE OGNIWA. W 1800 roku włoski fizyk Alessandro Volta zbudował pierwsze ogniwo. Wykorzystał w tym celu srebrne i cynkowe krążki rozdzielone papierem nasączonym wodą morską. Na cześć Volty jednostkę napięcia nazwano woltem. SERWER NA ZIEMNIAKI. Brytyjscy zwolennicy alternatywnych źródeł energii zbudowali komputer zasilany energią pochodzącą z... ziemniaków. Zamiast ziemniaków można używać także bananów, jabłek lub innych owoców. Soczysty, bogaty w minerały miąższ spełnia funkcję elektrolitu. Między elektrodami wbitymi w miąższ ziemniaka powstaje napięcie ok. 0,5 V. Maszyna pracująca jako serwer internetowy "pochłania" 12 sztuk ziemniaków dziennie. Na podst. "CHIP" 8/2000

53 ZŁOTE PRZEWODY Końcówki przewodów w komputerach pokrywa się często złotem, mimo iż jest ono nieco gorszym przewodnikiem niż miedź. Jednak miedziane końcówki pokrywają się z czasem warstwą tlenku (mówimy, że miedz śniedzieje) dużo gorzej przewodzącego prąd. Na złocie warstwa tlenku się nie pojawia. WYKRYWACZ KŁAMSTW. Wariograf, popularnie znany wykrywaczem kłamstw, rejestruje m.in. zmiany natężenia prądu płynącego w trakcie badania między palcami badanej osoby (natężenie tego prądu jest niewielkie). Zmiany te związane są ze zmianami oporu elektrycznego naskórka wywołanymi poceniem się dłoni, jeżeli badana osoba kłamie.

54 ENERGOOSZCZĘDNE ŻARÓWKI
ENERGOOSZCZĘDNE ŻARÓWKI. Tradycyjna żarówka zużywa na świecenie jedynie 4% pobranej energii elektrycznej, gdy tymczasem tzw. energooszczędna żarówka ok. 20%. Tradycyjna żarówka o mocy 100W daje zatem tyle samo światła co żarówka energooszczędna o mocy 20W.

55 Opór elektryczny skóry zmienia się, gdy człowiek przeżywa silne emocje
Opór elektryczny skóry zmienia się, gdy człowiek przeżywa silne emocje. Dlatego opór ten jest jedną z wielkości mierzonych przez wariograf (poligraf), zwany potocznie wykrywaczem kłamstw. Z tego urządzenia korzysta czasem policja, aby stwierdzić, czy podejrzany reaguje emocjonalnie np. na zdjęcie miejsca zbrodni albo domniemanego wspólnika. Niestety, podobne emocje może przeżywać osoba niewinna, natomiast przestępca może oszukać wariograf, powodują u siebie ból (np. gryząc się w język). Dlatego wskazania wariografu nie mogą być dowodem w procesach sądowych w Polsce i większości krajów.

56