Генератор с ручным приводом
Изучите преобразование механической энергии в электрическую с помощью генератора с ручным управлением.

1. Установление взаимосвязей
(5-10 мин.)
Генератор предназначен для преобразования механической энергии в электрическую энергию. Генератор приводится в действие вращением ручки. Чем быстрее ее вращают, тем больше энергии производит генератор.
Соберите генератор и изучите его способность производить электроэнергию.

2. Конструирование
(20-25 мин.)
Сборка генератора и электромобиля
(Технологические карты 1А и 1В, с. 15, шаг 16)
Проверьте качество сборки и работоспособность модели. Ослабление втулки может уменьшить трение.
Плотно соедините разъемы. Перед проведением испытаний убедитесь, что показание мультиметра (в Дж) равно 0.

Настройка теста
Отметьте линию старта для электромобиля.


3. Рефлексия
(20-25 мин.)
Крутим и едем
Учащиеся должны исследовать, какое количество энергии (Дж) вырабатывает генератор с ручным приводом за 60 секунд и какое расстояние может проехать электромобиль с таким запасом энергии.

Прежде всего предложите ребятам подумать, сколько энергии может выработать генератор за 60 секунд, и представить свои предположения в виде графика в координатах «энергия–время».
Затем попросите их измерить, сколько энергии выработал генератор с ручным приводом за 60 секунд, и нанести показания мультиметра, зарегистрированные с интервалом в 10 секунд, на тот же график.
Пусть после этого учащиеся определят, как длина пробега электромобиля зависит от величины запасенной энергии.
Полученные результаты будут различаться; учащиеся увидят, что длина пробега электромобиля зависит от величины запасенной энергии.
Полезный совет
Перед выполнением каждого нового задания не забудьте установить показание ЛЕГО®-мультиметра на 0.
Чтобы проверить, как учащиеся усвоили материал, задайте им следующие вопросы:
• Какие факторы вы учитывали, выдвигая свои предположения?
• Как вы можете объяснить полученные вами результаты?
• Можете ли вы определить закономерность полученных
результатов?
Количество энергии, запасенной в течение заданного промежутка времени, пропорционально скорости вращения ручки генератора.
• Чем обеспечивается достоверность полученных вами результатов?
Необходимо провести измерения несколько раз при одинаковых условиях, в том числе при неизменной точке старта электромобиля и на той же самой дорожке.
Знаете ли вы?
Направляющая шестерня меняет направление вращения, но не влияет
на его скорость.
4. Развитие
(25-30 мин.)
Увеличиваем скорость вращения генератора с помощью редуктора
(Технологические карты 1А и 1В, с. 16, шаг 1)
Учащиеся должны исследовать, какое количество энергии (Дж) вырабатывает генератор за 60 секунд и какое расстояние может проехать электромобиль с таким запасом энергии.

Прежде всего предложите ребятам переделать редуктор генератора, а затем подумать, используя свои знания о свойствах шестерен, сколько энергии может выработать генератор за 60 секунд, и представить свои предположения в виде графика в координатах
«энергия–время».
Затем попросите их измерить, сколько энергии выработал генератор с ручным приводом за 60 секунд, и нанести показания мультиметра, зарегистрированные с интервалом в 10 секунд, на тот же график.
И, наконец, пусть ребята определят, как длина пробега электромобиля зависит от количества запасенной энергии.
Полученные результаты будут различаться, но существенное возрастание количества запасенной энергии учащиеся заметят. В идеале они должны предсказать 60-процентное увеличение этой величины. Длина пробега электромобиля зависит от величины запасенной энергии.
Полезный совет
Перед выполнением каждого нового задания нужно не забыть устано-
вить показание ЛЕГО®- мультиметра на 0
Параметры, влияющие на результат
Предложите учащимся определить и выписать не менее трех параметров, влияющих на эффективность работы генератора и электромобиля, и объяснить, в чем и как это выражается.
Некоторое влияние на работу генератора могут оказать изменения в редукторе, длина ручки, скорость ее вращения, сила и выносливость человека вращающего ручку. На длину пробега электромобиля влияют его вес, характеристики шестерен и состояние поверхности испытательной дорожки.
Знаете ли вы?
Энергия, запасенная в продуктах питания, измеряется в калориях (кал). Одна калория равна 4,2 Дж.
В помощь преподавателю
Физика
• Аккумулирование энергии
• Потребление энергии
• Преобразование энергии
• Научные исследования
Технология
• Работа с чертежами
• Сборка модели
• Оценка качества сборки
• Использование редукторов
Проектирование
• Конструкторские расчеты
• Определение вида энергии
• Исследования и измерения
Математика
• Построение графиков
• Измерение расстояний
• Регистрация показаний приборов
• Измерение времени
Набор «Технология и основы механики» (9686) (рекомендуется использовать один набор для двух учащихся)
Дополнительный набор «Возобновляемые источники энергии»
Миллиметровая бумага
Линейка или рулетка
Секундомер или таймер
Физика
• Обсуждение результатов наблюдений и экспериментов с
использованием пройденного расстояния в качестве измеряемого
параметра
• Передача, преобразование, сохранение и рассеяние энергии в процессе
превращения кинетической энергии в электрическую
Технология
• Сборка модели
• Влияние параметров редуктора на характеристики генератора: гипотезы
и исследование
Математика
• Представление гипотез и результатов исследования в форме графиков
• Использование понятий передаточное отношение и пропорция
Учебные материалы
Поделиться через:
