Творческое задание, страница 147 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Подготовьте сообщение с ppt-презентацией (на выбор):

1. «Нетрадиционные источники электроэнергии»

2. «Аккумуляторы нового поколения»

3. «Производство аккумуляторов в Казахстане»

4. «Область применения различных видов источников тока»

«Область применения различных видов источников тока»

Источники тока – это устройства, в которых происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую. Их можно классифицировать по принципу действия на химические и физические. Область их применения чрезвычайно широка и охватывает все сферы человеческой деятельности, от бытовых приборов до космических технологий. Ниже рассмотрены основные виды источников тока и их применение.

Химические источники тока

Эти устройства генерируют электрический ток за счет энергии, выделяющейся в ходе обратимых или необратимых химических реакций.

Гальванические элементы (батарейки)

Это первичные (одноразовые) источники тока. После исчерпания химического реагента они не подлежат восстановлению.

Солевые (марганцево-цинковые): недорогие элементы, предназначенные для устройств с низким и прерывистым энергопотреблением. Основное применение: настенные часы, пульты дистанционного управления, некоторые детские игрушки.

Щелочные (алкалиновые): обладают большей емкостью и лучше работают при высоких нагрузках и низких температурах по сравнению с солевыми. Идеальны для фонарей, фотоаппаратов, портативных аудиоустройств, тонометров, сложных игрушек на радиоуправлении.

Литиевые: характеризуются высокой плотностью энергии, долгим сроком хранения (до 10-15 лет) и широким диапазоном рабочих температур. Применяются в профессиональной фототехнике, медицинских приборах (например, кардиостимуляторах), наручных часах, калькуляторах, а также для питания памяти CMOS на материнских платах компьютеров.

Воздушно-цинковые: отличаются высокой энергоемкостью. Активируются при снятии защитной пленки, после чего начинается реакция с кислородом воздуха. Основная сфера применения – современные слуховые аппараты.

Аккумуляторы

Это вторичные (многоразовые) источники тока, способные восстанавливать свой заряд путем пропускания через них тока в обратном направлении.

Свинцово-кислотные: старейший тип аккумуляторов. Используются в качестве стартерных батарей в автомобилях с двигателем внутреннего сгорания. Также широко применяются в источниках бесперебойного питания (ИБП), системах аварийного освещения и охранной сигнализации.

Никель-кадмиевые (Ni-Cd): ранее были очень популярны. Из-за токсичности кадмия и "эффекта памяти" (потеря емкости при неполном разряде) их применение сократилось. Все еще встречаются в электроинструментах, аварийном освещении, некоторой медицинской и военной технике, где важна надежность и способность отдавать большой ток.

Никель-металлгидридные (Ni-MH): экологически более чистая замена Ni-Cd с большей емкостью. Широко используются в виде бытовых перезаряжаемых батареек (форматов AA, AAA), в первых гибридных автомобилях, медицинском оборудовании.

Литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-Po): доминирующий на сегодня тип аккумуляторов. Благодаря высокой плотности энергии, отсутствию "эффекта памяти" и малому весу они питают практически всю современную портативную электронику: смартфоны, ноутбуки, планшеты, электронные книги. Являются основным источником энергии для электромобилей, дронов, гироскутеров и систем накопления энергии.

Топливные элементы

Генерируют энергию в результате электрохимической реакции подаваемого извне топлива (например, водорода) и окислителя (кислорода из воздуха). Используются в специфических областях, где требуется длительная автономная работа: космические аппараты (программа "Спейс Шаттл"), резервные источники питания для критически важных объектов (центры обработки данных, больницы), а также в экспериментальных автомобилях, автобусах и подводных лодках.

Физические источники тока

В этих устройствах электрическая энергия вырабатывается путем преобразования механической, тепловой, световой или другой формы нехимической энергии.

Электромашинные генераторы

Работают на принципе электромагнитной индукции – возникновении тока в проводнике, движущемся в магнитном поле. Это основа всей современной электроэнергетики. Гигантские генераторы, приводимые в движение паровыми или гидравлическими турбинами, установлены на тепловых (ТЭС), атомных (АЭС) и гидроэлектростанциях (ГЭС), обеспечивая электроэнергией города и промышленные предприятия. Портативные бензиновые или дизельные генераторы служат автономными или резервными источниками питания.

Фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи)

Преобразуют энергию фотонов света непосредственно в электричество с помощью фотоэлектрического эффекта в полупроводниках. Область применения постоянно расширяется: от питания малых устройств (калькуляторы, садовые фонари) до обеспечения энергией частных домов, коммерческих зданий и строительства крупных солнечных электростанций. Они незаменимы в космонавтике для питания спутников и космических станций.

Термоэлектрические генераторы

Используют эффект Зеебека – возникновение ЭДС в замкнутой цепи из разнородных проводников при наличии разности температур на их спаях. Применяются там, где есть постоянный источник тепла и требуется высокая надежность и автономность: для энергоснабжения космических аппаратов дальнего космоса ("Вояджер", "Новые горизонты"), работающих на тепле от радиоизотопного источника, а также для питания удаленных датчиков на газопроводах и метеостанций.

Пьезоэлектрические генераторы

Генерируют электрический заряд при механической деформации (сжатии или растяжении) определенных кристаллических материалов (пьезоэлектриков). Мощность таких источников невелика. Основное применение: датчики давления, вибрации, ускорения; пьезозажигалки для газовых плит и зажигалок (создание искры); экспериментальные системы сбора "бросовой" энергии (energy harvesting) от шагов человека (встроенные в пол или обувь), вибрации автомобильных дорог и мостов.

Таким образом, выбор источника тока диктуется требованиями конкретной задачи: мощностью, напряжением, временем автономной работы, стоимостью, массогабаритными показателями и условиями эксплуатации. Развитие технологий приводит к появлению все новых и совершенствованию существующих источников, расширяя границы их применения.

Ответ:

Области применения различных видов источников тока крайне разнообразны. Химические источники, такие как гальванические элементы (батарейки), питают портативную электронику (пульты, часы, игрушки), а аккумуляторы (свинцово-кислотные, литий-ионные) используются в автомобилях, смартфонах, ноутбуках и электромобилях. Физические источники включают электромашинные генераторы на электростанциях, являющиеся основой глобальной энергосистемы, солнечные батареи для питания зданий и космических аппаратов, термоэлектрические генераторы для автономных систем в удаленных местах и пьезогенераторы для датчиков и систем сбора энергии.