Бондарева Виктория

Нестандартные подходы к добыче стандартного

электричества

Выполнила:Ученица 10 классаМАОУ лицей №4 (ТМОЛ)Бондарева Виктория

Поехали!

Приветствую тебя, юный исследователь. Технический прогресс не заставил себя долго ждать а на свет появились нанотехнологии. И там и тут мы слышим это слово, но что же это такое? Предлагаю начать путешествие по станциям этого увлекательного мира.

Если бы рост человека был один нанометр, то толщина бумаги показалась бы ему равной 170 километров!

Размер одного атома немного меньше нанометра.

Сложно себе представить? Но именно в таких масштабах работают нанотехнологи.

И этот микроскопический мир, еле заметный даже на современных мощных микроскопах, открывает нам огромный спектр возможностей.

- это физическая величина, являющаяся единой мерой взаимодействия и различных форм движения материи.

*Выражает меру взаимодействия *Выражает различные

формы движения

Потенциальная энергия;

Кинетическая энергия:

- источник электромагнитного поля, связанный с материальным носителем.

Элементарный электрический заряд (е) –это заряд, положительный или отрицательный, равный величине заряду электрона. Почти все заряженные элементарные частицы имеют заряд +е или -е

Упорядоченное движение свободных электрически заряженных частиц называется электрическим током. В металлах-проводниках такими свободными носителями заряда являются электроны, в растворах электролитов - ионы (электролит - это жидкость, которая может проводить электрический ток).

Самая первая электростанция нового типа была сдана в эксплуатацию в 1882 г. в Нью-Йорке. На ней были установлены несколько генераторов Эдисона общей мощностью свыше 500 кВт.

В качестве двигателей, приводящих в действие электрические генераторы, на первых блок-станциях использовались в основном поршневые паровые машины.

Паровые двигатели приводились в движение паром из паровых котлов, сжигающих уголь. Станция снабжала электроэнергией целый район Нью-Йорка площадью около 2,5 квадратных километров.

Это был не самый экономичный и энергоемкий способ добычи электричества, но это был прорыв! Мы и по сей день используем природные ресурсы (нефть, газ, уголь и тд), но по некоторым подсчетам ученых их хватит максимум на 100 лет.

Поэтому человечество пошло на новый виток развития в энергетике и в этом особая заслуга нанотехнологий. Ученые научились вырабатывать электричество из неисчерпаемых ресурсов (солнечный свет, ветер, вода и тд)

Ты, как юный исследователь, наверняка слышал про атомные электростанции, но есть и другие, более «экзотические» способы добычи электричества. О них я и хочу рассказать…

Как мы выяснили, частицы имеют некоторый запас энергии и электрический заряд. Но как извлечь из них необходимую нам электроэнергию?

Продолжим наше путешествие!

Основа солнечной батареи –кристалл чистого кремния (в природе он встречается только в виде песка, поэтому его выращивают искусственно)

Толщина одной кремниевой пластины всего 3 человеческих волоса.

На кремниевую пластину наносят небольшое количество бора и фосфора

В слое кремния с добавками фосфора возникают свободные электроны

А в слое кремния с добавками бора – отсутствующие электроны. Или так называемые -дырки

Когда на солнечную батарею попадает квант света, в ней начинается движение электронов из одного слоя в другой т.е. возникает электрический ток

Возникший ток бежит по пластинкам из специально обработанной меди к пункту назначения – в электрический прибор

Мы разобрали принцип работы солнечной батареи на одном конкретном примере. Сейчас, в изготовлении батарей используются всѐ более новые технологии и другие материалы.

Учѐные-физики изучили гравитацию луны и еѐ воздействие на океанские потоки. Приливы и отливы океана - это предсказуемые, постоянные, естественные явления, которые с лѐгкостью можно предсказать на многие годы вперѐд.

Нанотехнология может быть тем ключом, который поможет использовать энергию океана посредством постройки искусственных дамб, разработанных специально для управления приливами и отливами.

Заранее определѐнные пути позволят водам океана протекать через них в заливы, где вода забирается заграждением наподобие дамбы, а затем выпускается через специальные водоотводные ворота и пропускается через турбину, которая, в свою очередь, генерирует электричество.

Магнитогидродинамический генератор представляет собой полую прямоугольную камеру, содержащую постоянные магниты и пару электродов в виде пластин. Электроды размещены вертикально внутри камеры на двух противоположных гранях, а магниты - на двух других гранях разноименными полюсами (на притягивание) навстречу друг другу.

Ионы, которые находятся в соленой морской воде проходят через магниты и перенаправляются. Положительно заряженные скапливаются на одной пластине, а отрицательные на другой. После чего, с этих пластин снимают электроэнергию.

Мы изучили несколько способов добычи электроэнергии. Как оказалось, это не так сложно для понимания даже неподготовленному школьнику.

«Необычные» электростанции только начинают строить. Им предстоит еще долгий путь развития, но их выгодность понятна уже сейчас.

А что думаете вы? Я предлагаю вам пофантазировать на тему: «К чему приведет дальнейшее развитие энергетики?».

Мы уже научились добывать энергию из солнца, воздуха, воды и тд. Но что будет дальше? Представьте, как ваши электронные приборы не нуждаются в постоянной подзарядке или хотя бы частично обладают большей автономией, за счет установленных на нем генераторов энергии из окружающей среды. Природные ресурсы стоят дороже, чем многие источники альтернативной энергии, а значит и счета за электричество будут меньше.

На сегодняшний день энергия остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать.

Вот и закончилось наше увлекательное путешествие по станциям наномира. Надеюсь, что тебе понравилось. А нам пора прощаться. Желаю отличной учебы! До новых встреч!