5耐人寻味的规律20140418.ppt

第五篇:耐人寻味的规律,无线电的秘密,辅导教师：周宝善,北京市石景山区青少年活动中心,1.电从哪里来？,提纲,2.电能从哪里来？,3.电能如何输送？,4.制作防空警报,1.电从哪里来？,打雷下雨时，天空中出现闪电与雷声，天空中的闪电从哪里来？,闪电是一种“摩擦起电，高压放电”现象。,为什么摩擦可产生电？电从哪里来？,摩擦起电这一现象涉及原子与原子核的组成、结构等方面知识。,摩擦起电过程中，电子发生转移，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电。,研究表明：目前可提供电能最主要的装置有两种，一是电池，二是发电机。,2.电能从哪里来？,一.电池,二.发电机,发电机是谁发明的？,1831年，英国物理学家、化学家法拉第发明第一台发电机，他将一个封闭电路中的导线穿过电磁场，导线转动，电路中有电流通过。后来，法国人皮克希，德国人韦纳冯西门子，意大利物理学家帕其努悌，比利时人古拉姆对发电机作了大量重要改进，使得发电机性能越来越好，输出功率越来大，当时，用水力转动大型发电机较为方便，不仅不消耗燃料，而且运转成本很低，因而，水力发电工业得到迅速发展。,研讨2：为什么线圈在磁场中转动可产生电流？,三.发电站,1水力发电站,2火力发电站,4.电能如何输送？,电的用途非常广泛，使用十分方便，人们越来越离不开电，电能如何输送？,在水力发电工业发展过程中，人们面临的最大难题是：水力发电厂通常建设在山川河流的上游，而需用电的工厂和居民在远方的大城市里，如何将发电机发出的电能输送到远方的城市？,(1)直接用电线输送电能行不行？,因为输送电能的导线有电阻，当电流流过导线，导线两端将损耗掉一部分电压，输送电的距离越远，导线的电阻越大，导线两端损耗电压越多。,比如：发电机输出100V电压，输送到10KM远的城市，可得到电压为90V，输送到50KM远的城市，可得到电压为50V，输送到100KM远的城市，可得到电压几乎为0V，由此看来，直接用电线输送不可行，这是怎么回事？,(2)如何输送电能可有效降低导线电压损耗？,方法一：用特别粗的导线，这样做可减小导线的电阻，从而，减小导线两端损耗电压，但这需花费极昂贵的成本，根本不可能实现。,方法二：提高输送电压，这样做可减小输送的电流，导线的电阻不变，导线两端损耗电压将减小，比如：输送电压升高10倍，输送的电流可减小为十分之一，输电导线损耗电压将减小为原来的十分之一，输电导线损耗电能减减小为原来的百分之一，然而，当时技术很难升高或降低直流电压。,1868年，英国物理学家格罗夫发明了世界上第一只交流变压器，交流变压器可十分方便地升高或降低交流电压。1873年，西门子公司的阿特涅发明了交流发电机。1882年，法国人高兰德和英国人吉布斯发明了将3000V变成100V的交流变压器，1884年他们在意大利都灵技术博览会成功展示了这种交流远距离输电变压技术，就是将3kV、30kW、133Hz的交流电输送到40km远方地区。,这种以3000V电压输电方式与100V电压输电方式相比，输电电压高出30倍，输电电流降低为30分之一，输电导线损耗电压降低为30分之一，输电损耗电能降低900分之一。规律:电能输送过程中，输送电压升高n倍，输出电流降低为原来n分之一，电线发热损失可减少为原来的nn分之一，变压器可方便地升高或降低交流电压。,研讨3：为什么用高压输送电能？可不可以用高压直流电输送电能