План — конспект интегрированного урока Производная в электротехнике
КОНСПЕКТ УРОКА
по дисциплине математика и электротехника
на тему: «Получение, передача и использование электрической энергии с помощью производной»
Пояснительная записка
Интегрированные уроки занимают особое место в профессиональном образовании, так как перспективная цель таких уроков – показать ребятам глубокую взаимосвязь разных наук. Дать целостное представление об окружающем мире.
На уроке прослеживается связь между такими предметами, как математика и электротехника и одновременно осуществляется связь с профессиональными навыками будущей профессии. Интегрированный урок по предметам математика и электротехника показывает на примерах практическое применение производной в электротехнике.
Данное занятие является одним из заключительных по теме «Применение производной» в курсе математики. Оно проводится после того, как:
а) были отработаны навыки нахождения производных элементарных функций; исследования функций; нахождения наибольшего и наименьшего значений функции на промежутке;
б) было проведено закрепление знаний, умений и навыков (ЗУН) студентов по вышеперечисленным вопросам;
в) студенты были ознакомлены с основными способами применения производной в различных ситуациях.
Учебное занятие проводится в кабинете. Применяется групповая форма работы, что делает обучение интерактивным. Использование ИКТ делает занятие наглядным, доказательным, что повышает интерес к изучаемому материалу, позволяет каждому студенту стать участником происходящего и убедиться в правильности сделанных выводов.
Данное занятие развивает знания студентов по теме, выводя их за рамки учебного материала. Преподаватели выступают в роли «проводников», дающих общую установку, когда студенты должны выработать правильный алгоритм поведения, чтобы прийти к нужному результату.
Студенты, включённые в групповую работу, развивают творческую сторону мышления и навыки аналитической работы, формируют навыки оформления результатов умственного труда. Замысел преподавателей - воспитать у студентов умение работать в группе и нести ответственность за достижение результата.
Цели занятия:
Образовательные: Способствовать систематизации знаний по теме: «Производство и передача электроэнергии. Физические основы производства, передачи и использования электрической энергии. Применение производной при решении практических задач». Формировать умение практического использования полученных знаний. Закрепление умений и навыков решения оптимизационных задач. Стимулировать творческое мышление и инициативу студентов. Повторить тенденции развития электроэнергетики, структурную схему генерации, передачи, распределения и потребления электрической энергии, источников и потребителей электрической энергии при помощи математики. Развитие творческих способностей обучающихся; формирование умения работать с литературой, добывать и перерабатывать информацию; умения слушать, вести краткую запись. Повышать интерес студентов к изучению предметов математики и электротехники. Закрепить умения пользоваться теоретическими знаниями на практике.
Развивающие: Развивать у студентов умение анализировать условия задач, эффективно применять изученные методы, приемы и формулы, навыки исследовательской деятельности, синтеза, обобщения: способствовать развитию общения, смысловую память и произвольное внимание. Развивать у студентов коммуникативные компетенции: культуру общения, умение работать в группах, элементы ораторского искусства. Развивать толерантные качества студентов, операции логического мышления (анализ, синтез, сравнение) при изучении данной темы. Показать связь науки с техникой.
Воспитательные: Способствовать формированию у студентов чувства коллективизма, ответственность за работу каждого товарища, умений и навыков работы в группе, умение участия в общем диалоге и поддерживать положительный микроклимат в группе. Воспитывать: чувство патриотизма и любви к Родине на основе изучаемого материала.
Оборудование:
Компьютер, мультимедийный проектор. Занятие проводится с использованием мультимедийной презентации Power. Point.
Раздаточный материал:
Методические приложения в печатном виде.
Тип занятия: Интегрированный урок совершенствования знаний, умений и навыков.
Методы занятия: беседа, рассказ с применением презентаций, сообщение учащихся, обсуждения, самостоятельная работа (частично-поисковый), защита квест – проектов.
Вид занятия: Деловая игра
Планируемые предметные результаты:
Предметные:
в познавательной сфере:
классифицировать способы получения электроэнергии;
понимание каждым студентом значения изучения данной темы;
наблюдать и интерпретировать результаты демонстрационного эксперимента «Работа тепловых электростанций», физических процессов, протекающих при производстве электроэнергии;
структурировать учебную информацию;
интерпретировать информацию, полученную из других источников;
показать наглядно взаимосвязь математики и электротехники;
самостоятельно добывать новое физическое знание, используя доступные источники информации;
приобретение каждым студентом веры в свои силы, уверенности в своих способностях;
в ценностно-ориентационной сфере: анализировать и оценивать последствия деятельности по производству электроэнергии для окружающей среды
Личностные:
положительное отношение к труду, целеустремленность;
развитие коммуникативных качеств личности: взаимного уважения, доброжелательности, доверия, уступчивости и в то же время инициативности, навыков делового общения, терпимости;
развитие осознанных мотивов учения, побуждающих студентов к активной познавательной деятельности.
Метапредметные:
умение определять цели и задачи деятельности, выбирать средства реализации целей и применять их на практике;
приобретение каждым студентом веры в свои силы, уверенности в своих способностях;
использование различных источников для получения физической информации;
Приложения к занятию:
Приложение 1: Оценочный лист.
Приложение 2: Таблица «Электростанции».
Приложение 3: Задачи по математике «Вычисление производной».
Конверты с табличками: « Передача электроэнергии на большие расстояния при переменном и постоянном токе».
Приложение 4: Терминологический диктант.
Приложение 5: Таблица «Найди соответствие».
Приложение 6: Кейс – задание №1 (Задача из материалов ЕГЭ).
Приложение 7: Опорный конспект.
Ход урока:
Преподаватель электротехники:
Жизнь современного человека нельзя представить без электричества. Промышленность, сельское хозяйство, транспорт, медицина, наука, телефонная и сотовая связь, радио и телевидение, интернет, бытовые приборы и устройства - это лишь незначительная доля применения электричества в современном мире.
21 ноября 2015 года, на Украине была подорвана опора ЛЭП (линия электропередач высокого напряжения), в ночь на 22 ноября сторонники запрещенной в нашей стране организации «Правого сектора» взорвали вторую опору ЛЭП. По этим проводам электричество поступало в Крым. Надо сказать, что электричество поступало в Крым не бесплатно. За электроэнергию платили. Крым остался без электричества, без света. Полуостров погрузился во тьму. Своих источников энергии в Крыму почти нет. Электрогенераторов, способных обеспечить электричеством Крым, не хватало. Ситуация казалась катастрофической.
(Видео выступление Путина В. В.)
Мы не можем стоять в стороне от проблем нашей страны, в частности от проблемы энергоснабжения Крыма.
Сегодня наш с вами урок посвящен теме, которая занимает ум человечества ни один век - получение, передача и использование электрической энергии.
И назвали мы его: «Это вездесущее электричество».
На уроке рассмотрим следующие вопросы:
Принципы производства, передачи и эффективного использования электроэнергии.
Характеристика первичных источников электрической энергии.
Определим вид электростанции, который можно построить в Крыму.
Преподаватель математики:
И рассмотрим применение производной при решении практических задач по электротехнике.
Преподаватель электротехники:
Сегодня занятие пройдет в непривычной для вас форме. Мы проведем интегрированный урок, объединив две науки электротехнику и математику.
Преподаватель математики:
На время урока мы с вами представляем, ВНИК временный научно-исследовательский коллектив. Вы получили конкретные задания по нашей теме. Обмениваясь знаниями, мы постараемся решить актуальную конкретную задачу, которую поставил В. В. Путин.
И, так начинаем!
Ни для кого не секрет, что каждая наука оперирует своей лексикой. И я считаю, что: «Неважно сколько студент знает, но важно, чтобы у него была положительная производная». Говоря языком математики, хочу вам пожелать, чтобы скорость приращения знаний у каждого из вас была положительна, и с каждым выполнением задания она только возрастала.
Обратите внимание, у каждого на столе лежат папки, в них находятся задания - приложения на весь урок. Также сегодня на уроке вы свои знания будете оценивать сами. Оценочный лист перед вами.
Преподаватель электротехники:
Это было в июльские дни 1850 года. У витрины магазина на одной из центральных улиц Лондона собралась толпа зевак. Обступив витрину, они с удивлением рассматривали модель локомотива, ведущего игрушечный поезд по двум железным полоскам рельсов. Движимый неведомой силой поезд еще и еще раз пробегал свой путь. Его двигала сила, еще кому малоизвестная в ту пору – электричество.
Двадцать первый век называют по-разному. И ядерным веком, и ракетным, и космическим. Но самым точным было и остается название: век электричества, потому что самая выгодная энергия - это электрическая. На сегодняшний момент без электрической энергии жизнь современного человека представить невозможно.
Преподаватель математики:
Как невозможно представить понятие производной без ее физического и механического смысла, без уравнения касательной, проведенной к графику функции в точке с абсциссой х, без исследования таких свойств функции, как непрерывность и знакопостоянство.
Преподаватель электротехники:
Вы – в скором будущем выпускники колледжа и очень скоро всем вам предстоит пополнить ряды рабочего класса. Где вам придется добывать, а затем и применять свои знания самостоятельно на практике, уметь работать в коллективе и на коллектив, ориентироваться в сложной и быстро меняющейся современной обстановке, проявлять свою деловую компетентность.
Преподаватель математики:
Вся наша работа пройдет по такому плану:
Устная работа.
Выступление группы историков – исследователей.
Выступление группы инженеров.
Решим кейс – задания.
Защитим квест – проекты.
Подведем итоги.
Преподаватель электротехники:
На предыдущем занятии вы разделились на три группы «Историки», «Эксперты» и «Инженеры», выбрали руководителей группы, которые будут координировать всю работу в группе.
Преподаватель математики:
Так как мы научно-исследовательский коллектив, то для начала нашей работы мы должны получить сертификат профпригодности для каждой группы.
Для получения сертификата выполним задания. Внимание на экран. Поднимаете карточку с правильным ответом. Вы должны ответить правильно на любые 5 вопросов. Я фиксирую ваши ответы. Внимание на экран. Если ваша группа ответила правильно, то вы ставите плюсы, если не правильно, то минусы у каждого ответа, я надеюсь в вашей честности и порядочности. В оценочном листе ставим количество баллов, каждый правильный ответ 1 балл. Сертификат сдается руководителю группы, и он делает вывод о готовности к работе.
Преподаватель электротехники:
Сертификат получен, группы готовы, продолжает работу группа историков – исследователей.
Преподаватель математики:
Переполох в стране математического анализа: борьба И. Ньютона и Г.Лейбница за авторство в создании производной.
Преподаватель электротехники:
Лампочка Ильича, план ГОЭЛРО, развитие электроэнергетики.
(Выступление «История электроэнергетики»).
Спасибо!
Электроэнергетика занимается выработкой электроэнергии. Передача электроэнергии происходит по линиям электропередач кратко ЛЭП.
Большая часть электростанций объединены в Единую Энергосистему России с целью передачи электроэнергии энергоносителям.
Послушаем выступление группы исследователей о производстве электроэнергии на гидроэлектростанциях.
А как вырабатывается электроэнергия на тепловых и атомных электростанциях?
Послушаем выступление третьей группы про альтернативные типы электростанций.
Итак, характеристики основных и альтернативных типов электростанций даны. На рабочих листах (приложение 2) отметьте преимущества и недостатки каждого типа электростанций.
Таблица «Электростанции»
Вид электростанции
Преимущества
Недостатки
Экологические проблемы
ГЭС
ТЭС
АЭС
Альтернативные
Для проверки результатов заполнения таблицы обменяйтесь столами, руководители групп проверяем таблицы. Три совпадения – 1 балл.
Преподаватель математики:
Работа любой электростанции предусматривает соблюдение техники безопасности. Проведем исследование – расчет с помощью производной количества опасного, смертельно опасного и неопасного электричества для человека.
Первая группа исследователей вычисляет с помощью производной количество электричества, опасного для человека.
Задача 1. Количество электричества, протекающего через тело человека при замыкании электрической цепи, задаётся формулой q(t) = 13t2 + 4t + 1 (Кл). Найдите силу тока опасного для человека в момент времени t = 1 c..
Вторая группа находит частоту переменного тока, который является смертельным для человека.
Задача 2. Вычислить частоту переменного тока, который протекая через тело человека от руки к ноге, задается формулой х(t) = 70t + t5 (м), за время
t = 1 и является смертельным для человека.
Третья группа определяет силу тока, который не опасен для человека
Задача 3. Количество электричества, протекающего через тело человека при замыкании электрической цепи, задаётся формулой q(t) = 4t2 + 11,2t (Кл). Найдите силу тока не опасного для человека в момент времени t = 1 c..
Сверяем ответы, если задание выполнено правильно, ставим в оценочный лист 1 балл.
Преподаватель электротехники:
Электроэнергию передают на большие расстояния, используя и переменный и постоянный ток. Решаем проблему - как передать ее? Задания из конверта.
Открываем конверты с табличками. Вы должны разложить в порядке очередности, как происходит передача электроэнергии на большие расстояния при переменном и постоянном токе.
ЛЭП переменного тока
ЛЭП постоянного тока
Кто выполнил работу, поднимите руку. Руководители групп проверьте у соседей. Ставим в оценочный лист за правильный ответ 3 балла, допущено 1-2 ошибки, ставим 2 балла, более 3 ошибок – 1 балл.
А знаете ли, вы, что внедрение переменного тока в практику началось с работ русского электротехника П. Н. Яблочкова, который в 1876г. применил его для питания «электрических свечей», изобретенных им электрических источников света.
Преподаватель математики:
А сейчас проведем конкурс «Самая грамотная группа».
(Приложение 4).
При изучении математики вы сталкиваетесь с различными терминами. Проведем работу с терминами: терминологический диктант.
Вставьте пропущенные буквы.
Грфк, функця, ргумент, знчение функци, бласть опрдления функции, облсть значения функции, лнейная функция,
прямая пропрциональность, мнтнность, первобразная, элктробезопасость, трансфрматр, ктука, рзстор, прдпрятие, амлитуда, прменый ток, энргосстема.
А теперь проверяем работу, обменяйтесь карточкой с соседом. Ни одной ошибки – 4 балла, 1 - 2 ошибки – 3 балла, более 3 – х ошибок – 2 балла.
Преподаватель электротехники:
Из папки достанем приложение 5, перед вами таблица «Найди соответствие».
Понятия: генератор, освещение, провода, бытовые электроприборы, ядерный реактор, высокое напряжение, плотина, электротранспорт, коронный разряд, электростанция, линия электропередачи, телевизор.
Таблицу сдайте мне.
Преподаватель математики:
Настало время выполнения кейс - заданий. Особенностью таких заданий является исследование решения задачи из материалов ЕГЭ. Выполняем это задание на скорость. Та группа, которая первая решит эту задачу и сможет, решение объяснить у доски получит 2 балла. Время пошло – на выполнение 3 минуты.
Кейс – задание №1 (Задача из материалов ЕГЭ). (Приложение 6).
Задача.
Заряд, протекающий через проводник, меняется по закону q = sin(2t – 10).
Найти силу тока в момент времени t=5 cек.
Решение:
I = (q(t))
·= 2cos(2t - 10), I(5) = 2 cos(2
·5 - 10)= 2cos0 = 2(A)
Ответ: 2А
Кейс – задание №2. (Тесты по электротехнике).
За каждый правильный ответ – 1 балл.
Преподаватель электротехники:
И так, как научно – исследовательский коллектив, мы провели с вами большую работу, рассмотрели проекты, но не ответили на главный вопрос, который прозвучал вначале занятия: какой же вид электростанции вы предлагаете построить в Крыму.
Выступление студентов с проектами.
Преподаватель электротехники:
Бурный рост научно – технического прогресса принес человечеству не только благо. Человек получил от природы много, он подчинил себе все: и воду и пар, и газ, и атом! Но, увидев положительные результаты применения атомной энергии, человек начал активно использовать её, потерял бдительность, не до конца отработал системы контроля и безопасности.
Наш урок совпал с одной из очень трагичных дат. 30 лет назад случилась самая страшная в истории СССР. 26 апреля 1986 г., в 1 час 27 мин. на атомной станции произошёл взрыв. Ударил чернобыльский колокол. Его услышали жители Украины, Белоруссии, России, люди всей планеты. Он звучит и сегодня.
(Видео про Чернобыль).
Пустыми остались города и села, где тихо, как на кладбище, где ветер играет обветшалыми калитками. Радиацию ветром разнесло далеко от Чернобыля. В Белоруссии заражены 16 тыс. кв. км территории, след Чернобыльской аварии коснулся Брянской и Калужской областей.
Вы видели город, в котором нет людей? Вы видели лес, где все усыпано грибами и ягодами, а собирать их нельзя? Все это есть у нас. 30 лет прошло с этого страшного дня, когда ночью над Припятью взвился зловещий гриб из огня, дыма и радиоактивных выбросов. В результате взрыва атомного реактора на Чернобыльской АЭС людям пришлось покинуть обжитые места, забыть свои любимые улицы, дома, рощи. Они уже никогда не смогут туда вернуться. Здесь пусто! Здесь смерть! Невидимая, без огня, без вкуса, без запаха. В обличье радиоактивных излучений. Это страшно! Это ужасно! И всему виной - ядерная энергия. А ведь о пользе ядерной энергии для человечества и возможных трагических последствиях неправильного обращения с ней говорили и предупреждали такие великие и уважаемые ученые, как Эрнест Резерфорд, Мария и Пьер Кюри, Нильс Бор, Альберт Эйнштейн, Игорь Курчатов.
Минута молчания.
Преподаватель электротехники: Для завершения работы вам придется поработать с опорными конспектами. Для заполнения конспектов воспользуйтесь справочной литературой.
Преподаватель математики:
А теперь, ребята, мне хочется подвести итог нашего занятия. В оценочных листах есть критерии оценок, посчитайте баллы и поставьте себе оценку за урок и сдайте листы руководителям групп.
Преподаватель электротехники:
Андрей Дмитриевич Сахаров говорил: «Научно-технический прогресс не принесет счастья, если не будет дополняться чрезвычайно глубокими изменениями социальной, нравственной и культурной жизни человечества. Внутреннюю духовную жизнь людей, внутренние импульсы их активности труднее всего прогнозировать, но именно от этого зависит в конечном итоге и гибель, и спасение цивилизации.
Преподаватель математики:
Я очень рада, что вы самостоятельно добыли знания, научились решать сложные задания. Хочу рассказать Вам, ребята, еще одну историю, которая поведает нам еще про одну судьбу ученого-физика и математика. Биографы Ньютона рассказывают, что первое время в школе он учился очень плохо. И вот однажды его обидел лучший ученик в классе. Ньютон решил, что самая страшная месть для обидчика отнять у него место первого ученика. Дремавшие в Ньютоне способности проснулись, и он с легкостью затмил своего соперника. Разбуженного джинна познания нельзя снова спрятать в темную заплесневелую бутылку. С того счастливого для мировой науки эпизода начался процесс превращения скромного английского школьника в великого ученого.
Хочется надеяться, что сегодняшний урок разбудит и у Вас жажду новых познаний, ведь «великий океан истины» по-прежнему расстилается перед вами не исследованным до конца. Пусть ваша производная всегда будет только положительная. Спасибо вам за плодотворную работу. До свидания.
Преподаватель электротехники:
С 1 января 2016 года вступил в силу документ «Преобразование нашего мира». В этом документе перед обществом ставятся задачи развития до 2030 года. Среди прочих там есть такие цели:
Обеспечение доступа к недорогостоящим, надёжным, устойчивым и современным источникам энергии для всех.
Принятие срочных мер по борьбе с изменением климата и его последствиями.
Решать эти задачи предстоит вам, ребята.
Вывод: Судьба нашей планеты зависит от каждого из нас, от всего человечества, а вернее, от того, сколько мы потребляем электроэнергии, а значит, природных ресурсов. Экономя электроэнергию, мы сохраняем природные ресурсы нашей Земли. Спасибо всем!
Оценочный лист
Группа «ИСТОРИКИ»
Этапы занятия
Количество баллов за этап
Общее количество баллов
Оценка за урок
Устная работа
каждый правильный ответ 1 балл
Таблица «Электростанции»
Три совпадения 1 балл
Решение задач «Производная в электротехнике»
1 балл
Задания из конверта
Правильный ответ 3 балла
1 – 2 ошибки – 2 балла
Более 3 ошибок – 1 балл
Самая грамотная группа
Нет ошибок – 4 балла
1-2 ошибки – 3 б.
Более 3-х – 2 б.
Найди соответствие
Нет ошибок – 3 б.
1-2 ошибки – 3 б.
Более 3-х – 2 б.
Кейс – задание по математике
2 балла
Кейс – задание по электротехнике
Правильный ответ – 1 балл
Критерии оценки
Количество баллов
12 - 13
10 - 11
8 - 9
Меньше 8
Оценка
5
4
3
2
Приложение 1 Оценочный лист
Группа «ИНЖЕНЕРОВ»
Этапы занятия
Количество баллов за этап
Общее количество баллов
Оценка за урок
Устная работа
каждый правильный ответ 1 балл
Таблица «Электростанции»
Три совпадения 1 балл
Решение задач «Производная в электротехнике»
1 балл
Задания из конверта
Правильный ответ 3 балла
1 – 2 ошибки – 2 балла
Более 3 ошибок – 1 балл
Самая грамотная группа
Нет ошибок – 4 балла
1-2 ошибки – 3 б.
Более 3-х – 2 б.
Найди соответствие
Нет ошибок – 3 б.
1-2 ошибки – 3 б.
Более 3-х – 2 б.
Кейс – задание по математике
2 балла
Кейс – задание по электротехнике
Правильный ответ – 1 балл
Критерии оценки
Количество баллов
12 - 13
10 - 11
8 - 9
Меньше 8
Оценка
5
4
3
2
Оценочный лист
Группа «ЭКСПЕРТОВ»
Этапы занятия
Количество баллов за этап
Общее количество баллов
Оценка за урок
Устная работа
каждый правильный ответ 1 балл
Таблица «Электростанции»
Три совпадения 1 балл
Решение задач «Производная в электротехнике»
1 балл
Задания из конверта
Правильный ответ 3 балла
1 – 2 ошибки – 2 балла
Более 3 ошибок – 1 балл
Самая грамотная группа
Нет ошибок – 4 балла
1-2 ошибки – 3 б.
Более 3-х – 2 б.
Найди соответствие
Нет ошибок – 3 б.
1-2 ошибки – 3 б.
Более 3-х – 2 б.
Кейс – задание по математике
2 балла
Кейс – задание по электротехнике
Правильный ответ – 1 балл
Критерии оценки
Количество баллов
12 - 13
10 - 11
8 - 9
Меньше 8
Оценка
5
4
3
2
Приложение 2
Таблица «Электростанции»
Вид электростанции
Преимущества
Недостатки
Экологические проблемы
ГЭС
ТЭС
АЭС
Альтернативные
Приложение 3:
Первая группа исследователей вычисляет с помощью производной количество электричества, опасного для человека.
Задача 1. Количество электричества, протекающего через тело человека при замыкании электрической цепи, задаётся формулой q(t) = 13t2 + 4t + 1 (Кл). Найдите силу тока опасного для человека в момент времени t = 1 c..
Вторая группа находит частоту переменного тока, который является смертельным для человека.
Задача 2. Вычислить частоту переменного тока, который протекая через тело человека от руки к ноге, задается формулой х(t) = 70t + t5 (м), за время
t = 1 и является смертельным для человека.
Третья группа определяет силу тока, который не опасен для человека
Задача 3. Количество электричества, протекающего через тело человека при замыкании электрической цепи, задаётся формулой q(t) = 4t2 + 11,2t (Кл). Найдите силу тока не опасного для человека в момент времени t = 1 c..
Приложение 4:
конкурс «Самая грамотная группа»
терминологический диктант.
Грфк, функця, ргумент, знчение функци, бласть опрдления функции, облсть значения функции, лнейная функция,
прямая пропрциональность, мнтнность, первобразная, элктробезопасость, трансфрматр, ктука, рзстор, прдпрятие, амлитуда, прменый ток, энргосстема.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
таблица «Найди соответствие»
Понятия: генератор, освещение, провода, бытовые электроприборы, ядерный реактор, высокое напряжение, плотина, электротранспорт, коронный разряд, электростанция, линия электропередачи, телевизор.
Производство
Передача
Использование
Приложение 6
Кейс – задание №1 (Задача из материалов ЕГЭ).
Задача.
Заряд, протекающий через проводник, меняется по закону q = sin(2t – 10).
Найти силу тока в момент времени t=5 cек.
Приложение 7. Опорный конспект
Тема «Производство и передача электроэнергии».
1. Россия по производству электроэнергии находится на ______ месте, после____________________
2. Характеристика основных типов электростанций.
Характеристика Электростанций.
Особенности
ТЭС
ГЭС
АЭС
Доля в выработке электроэнергии в %
Используемое сырье для получения электроэнергии
Особенности эксплуатация
Особенности размещения
Время и сроки строительства.
Влияние на окружающую среду
Примеры электростанций (4-5)
3. Продолжите предложение
Производная функции
Производная суммы равна
Производная произведения равна
4. Найдите производную функции и сверьте с ответом:
(Ответ: - х2+8х+2)
5. Альтернативные источники энергии:
Тип электростанции
Особенности
Возможные районы использования в России
ПЭС
ВЭС
СЭС
ГеоЭС
Фамилия, имя, отчество студента______________________________________
Справочный материал для заполнения опорного конспекта
Производство электроэнергии.
Типы электростанций:
ТЭС (тепловая) электростанция, преобразующая энергию топлива в электрическую энергию.
Источники энергии ТЭЦ – уголь, мазут, сланцы
ГЭС (гидроэлектрическая станция) - электрическая станция, преобразующая энергию воды в электрическую.
Источник энергии ГЭС – потенциальная энергия воды
ГРЭС (государственная районная электростанция) - тепловая электростанция, вырабатывающая только электрическую энергию.
КЭС (конденсационная электростанция) - тепловая электрическая станция, оборудованная паровыми турбинами по конденсационному циклу).
ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) - тепловая электрическая станция с комбинированным производством электроэнергии и тепла.
АЭС (атомная электростанция) - электрическая станция, преобразующая энергию деления ядер атомов в электрическую энергию и тепло.
СЭС (солнечная электростанция) – электрическая станция, преобразующая энергию солнечного излучения в электрическую энергию (опыт с солнечной батареей).
ПЭС (приливная электростанция) - гидроэлектростанция, преобразующая энергию морских приливов в электрическую энергию.
ВЭС (ветроэлектростанция) - ветроэлектрическая установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию.
Геотермальные станции (1000°C-2000°C).
8Передача электроэнергии.
а) Линии переменного тока.
Большая часть энергии передаётся по линиям электропередач переменного тока.
ЛЭП переменного тока обладают весьма важным преимуществом: в любом месте линии понижающий трансформатор, присоединенный к линии, передает энергию потребителям.
Недостатки линий переменного тока: наличие индуктивного сопротивления линии, которое связано с явлением электромагнитной индукции. Индуктивное сопротивление значительно ухудшает передачу электроэнергии в линии, т. к. приводит к уменьшению напряжения на пути от источника к потребителю. Индуктивность линии вызывает сдвиг по фазе между колебаниями тока и напряжения. Для уменьшения индуктивного сопротивления применяют различные методы: а) например, включают в линию батареи конденсаторы; б) расщепление одного провода на несколько, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления линии.
Б) Электроэнергия может передаваться и по линиям электропередач постоянного тока.
ЛЭП постоянного тока обладает преимуществами по сравнению с линиями переменного тока. Прежде всего, при прохождении постоянного тока нет индуктивного сопротивления. Кроме того, меньшая металлоемкость проводов (используется два провода вместо трех в линиях трехфазного тока); меньше потерь на коронный разряд, отсюда и меньшие радиопомехи. Наконец, главное использование постоянного тока в линиях электропередач позволяет необычайно повысить устойчивость энергосистемы, которая в случае переменного тока требует строгой синхронности, постоянства частоты всех генераторов, входящих в общую систему. Для постоянного тока такой проблемы нет.
Напряжение линии передачи постоянного тока Волжская ГЭС (г. Волгоград) - Донбасс составляет 800 кВ, ее протяженность равна 437 км. КПД такой линии достигает 94%.
Гидроэлектростанции
Гидроэлектростанция представляет собой комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. На ГЭС электроэнергию получают, используя энергию воды, перетекающей с высшего уровня к низшему уровню и вращающей при этом турбину. Плотина – самый важный и самый дорогостоящий элемент ГЭС. Вода перетекает с верхнего бьефа в нижний бьеф по специальным трубопроводам, либо по выполненным в теле плотины каналам и приобретает большую скорость. Струя воды поступает на лопасти гидротурбины. Ротор гидротурбины приводится во вращение под действием центробежной силы струи воды. Вал турбины соединяется с валом электрического генератора, и при вращении ротора генератора механическая энергия ротора преобразуется в электрическую энергию. Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами – их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Однако гидроэнергетика не безвредна для окружающей среды. При постройке плотины образуется водохранилище. Вода, залившая огромные площади, необратимо изменяет окружающую среду. Подъем уровня реки плотиной может вызвать заболоченность, засоленность, изменения прибрежной растительности и микроклимата. Поэтому так важно создание и использование экологически безвредных гидротехнических сооружений.
Теплоэлектростанции
Тепловая электростанция (ТЭС) – электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Основными видами топлива для ТЭС являются природные ресурсы – газ, уголь, торф, горючие сланцы, мазут. Тепловые электростанции разделяются на две группы: конденсационные и теплофикационные или теплоцентрали (ТЭЦ). Конденсационные станции снабжают потребителей только электрической энергией. Их сооружают вблизи залежей местного топлива с тем, чтобы не возить его на большие расстояния. Теплоцентрали снабжают потребителей не только электрической энергией, но и теплом – водяным паром или горячей водой, поэтому ТЭЦ сооружают поблизости от приемников теплоты, в центрах промышленных районов и крупных городов для уменьшения протяженности теплофикационных сетей. Топливо транспортируют на ТЭЦ из мест его добычи. В машинном зале ТЭС установлен котел с водой. За счет тепла, образующегося в результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар доводится до температуры 550°С и под давлением 25 МПа поступает по паропроводу в паровую турбину, назначение которой превращать тепловую энергию пара в механическую энергию. Энергия движения паровой турбины преобразуется в электрическую энергию генератором, вал которого непосредственно соединен с валом турбины. После паровой турбины водяной пар, имея уже низкое давление и температуру около 25°С, поступает в конденсатор. Здесь пар с помощью охлаждающей воды превращается в воду, которая с помощью насоса снова подается в котел. Цикл начинается снова. ТЭС работают на органическом топливе, но это, к сожалению, невосполнимые природные ресурсы. К тому же, работа ТЭС сопровождается экологическими проблемами: при сгорании топлива происходит тепловое и химическое загрязнение среды, что оказывает губительное воздействие на живой мир водоемов и качество питьевой воды.
Атомные электростанции
Атомная электростанция (АЭС) – электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия преобразуется в электрическую энергию. Атомные электростанции действуют по такому же принципу, что и тепловые электростанции, но используют для парообразования энергию, получающуюся при делении тяжелых атомных ядер (урана, плутония). В активной зоне реактора протекают ядерные реакции, сопровождающиеся выделением огромной энергии. Вода, соприкасающаяся в активной зоне реактора с тепловыделяющими элементами, забирает у них тепло и передает это тепло в теплообменнике также воде, но уже не представляющей опасности радиоактивного излучения. Поскольку вода в теплообменнике превращается в пар, его называют парогенератором. Горячий пар поступает в турбину, преобразующую тепловую энергию пара в механическую энергию. Энергия движения паровой турбины преобразуется в электрическую энергию генератором, вал которого непосредственно соединен с валом турбины. АЭС, являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: не требуют привязки к источнику сырья и собственно могут быть размещены в любом месте, при нормальном режиме функционирования считаются экологически безопасными. Но при авариях на АЭС возникает потенциальная опасность радиационного загрязнения среды. Кроме того существенной проблемой остается утилизация радиоактивных отходов и демонтаж отслуживших свой срок АЭС.
Альтернативная энергетика совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены, не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района. Альтернативный источник энергии способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений.
Производная
Таблица производных
№
f(x)
f ' (x)
№
f(x)
f ' (x)
1.
C-постоянная
0
9.
ln(kx+b)
2.
kx+b
k
10.
3.
xp
p·xp-1
11.
4.
(kx+b)p
k·p·(kx+b)p-1
12.
sin(kx+b)
kcos(kx+b)
5.
ex
ex
13.
-sinx
6.
e kx+b
k· e kx+b
14.
cos(kx+b)
-k sin(kx+b)
7.
ax
ax ln a
15.
tgx
8.
ln x
16.
ctgx
13 QUOTE 1415
Физический смысл.
S'(t) = v(t) ;v'(t)= a(t).
S -расстояние, a- ускорение,
v – скорость, t - время.
Точки максимума и минимума.
Если х0 -точка экстремума, то f '(x)=0.
1.Если в точке х0 f '(x) меняет знак с «+» на «-», то х0 –точка максимума.
2. Если в точке х0 f '(x) меняет знак с«-» на «+»,то х0 –точка минимума.
Возрастание и убывание функции
Если f '(x) >0 на промежутке, то функция f(x) возрастает на этом промежутке.
Если f '(x) <0, то функция f(x) убывает на этом промежутке.
Производная сложной функции
(g(f(x))' = g '(f(x))· f(x)'
Геометрический смысл производной.
у=kx+b –касательная к графику функции f(x) в точке х0.
f(x)'=k
у=f(x0) + f '(x0)·(x-x0)- уравнение касательной
Определение.
Правила вычисления производных
1.(u+v)'=u'+v' 2.(u·v)'=u'·v+u·v'
3. (13 QUOTE 1415 4.(c·u)'=c·(u')
Рисунок 1