Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов


lit.na5bal.ru > Документы > №878 проектная исследовательская работа
Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы «Школа №878»

Проектная исследовательская работа

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «УМПЭЭ 878»

Авторы проекта:

ученики 8 К класса

Лебедев Андрей

Руководители проекта:

Базанов А.С., Емельянов В.С.

Москва 2018

Оглавление


1. Введение 3

1.1 Цели и задачи 3

1.2 Актуальность 4

2. Альтернативная энергетика 4

2.1 Типы электростанций 4

3. Велогенератор 5

3.1 История создания 5

3.2 Сохранение ресурсов и здоровья 6

4. Устройство УМПЭЭ 878 7
4.1 Компоненты устройства 7


4.2 Схема устройства 8

4.3 Этапы сборка 8

4.4 Снятие показаний и тестирование в условиях школы 9

5. Заключение 10

6. Список литературы 11



  1. Введение


Население планеты Земля с каждым годом потребляет все больше и больше электроэнергии. С развитием техники, появлением новых гаджетов, которые работают практически круглосуточно, возникает проблема: требуется огромное количество энергии.

На бытовом уровне, мы не задумываемся, откуда берется электричество. Каждый из нас прекрасно знает, что электроэнергию вырабатывают электростанции. Но как именно ее получают? Вот в чём вопрос.

Сжигая различные виды топлива, происходит загрязнение окружающей среды. Строительство гидроэлектростанций приводит к затоплению обширных территорий и ряду негативных последствий. Атомная энергетика безопасна, но только при условии безаварийной работы. Получая электроэнергию, мы загрязняем окружающую среду.

Альтернативная энергетика – выход из сложившейся ситуации. Поэтому мы решили заняться данной тематикой. Мы хотим изменить мир, к лучшему начав с себя, поэтому в данной работе хотим представить нашу разработку.


    1. Цели и задачи

Цель проекта:

Создание устройства для перевода механической энергии в электрическую.

Задачи:

  1. Изучение принципов работы электрогенератора

  2. Проведение расчетов и создание схемы устройства

  3. Внедрение устройства для массового использования в школе;



    1. Актуальность

Актуальность данной работы состоит в том, что увеличение потребления электроэнергии приводит к ухудшению состояния окружающей среды. Наше устройство не наносит ущерба окружающей среде в процессе работы. Также, позволяет совмещать две полезные вещи: спорт и выработку электроэнергии без использования природных ресурсов.


  1. Альтернативная энергетика




    1. Типы электростанций

В современном мире больше всего электроэнергии вырабатывается на следующих электростанциях:

• Тепловые электростанции (ТЭС), использующие природное топливо. Они делятся на конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ)

• Гидравлические электростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС), использующие энергию падающей воды

• Атомные электростанции (АЭС), использующие энергию ядерного распада

• Дизельные электростанции (ДЭС)

• ТЭС с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми установками (ПГУ)

• Солнечные электростанции (СЭС)

• Ветровые электростанции (ВЭС)

• Геотермальные электростанции (ГЕОТЭС)

• Приливные электростанции (ПЭС)

В России альтернативная энергетика распространена слабо, и составляет около 1% от общей выработки электроэнергии.[1]

Примеры альтернативных электростанций в России:

1. Кислогубская ПЭС

2. Верхне-Мутновская ГеоЭС

3. Менделе́евская ГеоТЭС

Выделим достоинства и недостатки классических и альтернативных типов электростанций

Тип электростанции

достоинства

недостатки

Классическая (ТЭС, АЭС, ГЭС)

Большая производительность

Наносит вред окружающей среде

Альтернативная (СЭС, ВЭС, ГеоТЭС)

Малая производительность

Не наносит вреда окружающей среде



3. Велогенератор

3.1. История создания

В 1833 году русский ученный Э.Х.Ленц выдвинул теорию об обратимости эклектрических машин. Он предположил, что если на одну и туже машину подать электричество, то она станет работать как электродвигатель, а если ее якорь (для генераторов постоянного тока), ротор (для генераторов переменного тока) с помощью другой машины привести в движение ,то получиться генератор электрического тока. А в 1987 году, бывшим членом комиссии испытывающей действие электрического мотора Якоби доказал теорию обратимости электрической машины.картинки по запросу электрогенератор принцип работы

Обмотки, намотанные на ферромагнитном сердечнике, вращаются в переменном магнитном поле, соответственно в них наводится переменная Э.Д.С. Для того, чтобы выпрямить напряжение используется коллектор и щетки. Вот график переменного тока для наглядности:
Верхнюю точку графика примем за +, нижнюю за -. Так как генератор синхронный, то частота тока будет совпадать с частотой вращения обмоток. Коллектор – цилиндр, на котором расположены заизолированные друг от друга выводы обмоток. Когда на одной обмотке «плюс», на другой – «минус». Соответственно, на одной щетке плюс, на другой – минус. Спустя один полупериод на обмотках поменялись знаки. Но так как провернулся и коллектор, то знаки на щетках остались прежними. Так работает генератор постоянного тока.картинки по запросу график переменного тока


    1. Сохранение ресурсов и здоровья

Для решения проблемы ограниченности ископаемых видов топлива исследователи во всем мире работают над созданием и внедрением в эксплуатацию альтернативных источников энергии. И речь идет не только о всем известных ветряках и солнечных батареях. На смену газу и нефти может прийти энергия от водорослей, вулканов и мышечной силы. По сути, это велотренажер. Но! Он также способен вырабатывать электроэнергию. Тренируя ноги, можно запитать, к примеру, динамик. Среднестатистичекий велосипедист может развивать мощность в 300 ватт. Учитывая все потери, можно получить мощность в 200 – 250 ватт. К примеру. Телевизор потребляет 150 – 200 ватт. Значит наше устройство может помимо тренировки ног использоваться в качестве источника энергии в случае отключения электроэнергии.

Чтобы подзарядить плеер, телефон или планшет, необязательно иметь под рукой розетку. Иногда достаточно лишь покрутить педали. Так, американская компания Cycle Atom выпустила в свет устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии подзаряжать мобильные устройства.

Продукт, названный Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с литиевым аккумулятором, предназначенным для питания практически любых мобильных устройств, имеющих порт USB. Такой мини-генератор может быть установлен на большинстве обычных велосипедных рам в течение считанных минут. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов. Пользователь занимается спортом и крутит педали — а спустя пару часов его смартфон уже заряжен на 100 процентов.

В связи с этим, мы решили разработать отечественный вариант данного устройства.



  1. Устройство УМПЭЭ 878




    1. Компоненты устройства

Устройство УПМЭЭ – 878 включает в себя следующие компоненты:

  • Деревянная опора;

  • Велосипедная рама;

  • Электродвигатель постоянного тока;

  • Двурядный планетарный редуктор;

  • Цепная передача;

  • Аккумулятор

  • Сопутствующие детали (провода, болты, подшипники)




    1. Схема устройства



4.3. Этапы сборки

1. Подготовка рамы. Снятие колес, приварка уголков к вилке и заднему маятнику для последующего закрепления на основании.

2. Сборка основания. Распиловка материала на нужные заготовки, их соединение и установка рамы на основание.

3. Установка генератора. Подготовка рамы под установку генератора, крепление подшипников вала электродвигателя, установка приводной звезды на вал генератора, непосредственно крепление двигателя.

4. Подключение проводки. Соединение двигателя с микросхемой.


    1. Снятие показаний и тестирование в условиях школы

Наше устройство успешно прошло испытание, выработав достаточно электроэнергии для зарядки телефона и аккумулятора. Для снятия показаний мы добавили амперметр и вольтметр. Результаты испытаний таб.1

Напряжение на выводах генератора

Сила тока


Ток на выводах платы заряда

Частота вращения педалей

об/мин

Макс

мин

min

50

0,1 мА

0

0,5

90

max

110

0,3 мА

0,1 мА

2

120


Расчет времени зарядки телефона и аккумулятора емкостью 1500 мАч

После того как устройство было готово и испытано в лабораторных условиях, мы провели испытания в реальных условиях, то есть установили в холле школы для общего использования. Каждый желающий мог подойти к устройству и зарядить свой телефон или зарядить аккумулятор устройства. Прибор вызвал огромный интерес среди школьников. Многие хотели зарядить не только свой телефон, но и самостоятельно выработать электроэнергию посредством кручения педалей. Презентация модели состоялась на большой перемене длительностью 20 минут. Всю перемену устройство работало, а желающие выстроились в очередь. И так продолжалось целый день. Бурный интерес к нашему устройству не пропал и по сей день.

Перед тем, как выставить устройство, мы провели агитационную работу. Создали брошюру, в которой раскрыли суть проекта (см.Приложение). Также мы выступили перед учащимися 5-7 классов на школьной конференции. Многие ребята заинтересовались устройством.

  1. Заключение

Альтернативная энергетика получает всё больше распространения в современном мире. Люди понимают, что запасы нефти и газа с каждым годом сокращаются. У человечества есть будущее, если оно сможет перейти на возобновляемые источники энергии.

В нашей работе представлено устройство, способное переводить механическую энергии в электрическую. УМПЭЭ способно заряжать мобильные телефоны, что доказывает его функциональность.

Нам были выполнены следующие задачи:

- изучили принцип работы электрогенератора;

- провели расчёты и создали схему устройства;

- внедрили устройство, для массового использования в школе.

Таким образом можно считать, что цель работы достигнута, а поставленные задачи выполнены.

В дальнейшем мы планируем повысить КПД нашего, для более быстрой зарядки и, по возможности, заключить договор с фитнес центром, чтобы преобразовывать электрическую энергию в механическую.

Список литературы.

1. http://tass.ru/pmef-2016/article/3342511

2. Серия "Мировая история. Школьная энциклопедия "Руссика"

3. http://recyclemag.ru/article/10-neobychnyh-alternativnyh-istochnikov-energii

Поделиться в соцсетях



Похожие:

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов icon«мы гордимся россия тобой!» Руководители проекта
Руководители проекта: Владимирова В. В., Ефремова Н. А., Остряк-Саная Н. В., Саляхетдинова В. Н

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов iconПаспорт проекта Наименование проекта «От зернышка до хлебушка» Авторы проекта
Авторы проекта: Малышева И. В., старший воспитатель, Матвеева Л. Н., учитель-логопед, Протасевич И. В., воспитатель старшей-подготовительной...

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов iconПаспорт проекта «Путешествие по сказкам В. Г. Сутеева». Актуальность проекта
Работая над проектом, ученики вкладывают в него полученные знания и умения, свою душу. Знания, добытые собственными силами, остаются...

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов iconВид проекта: краткосрочный Тип проекта
Авторы: Головятенко Т. Н. и Шевчук Н. В. воспитатели мбдоу д/с «Теремок» п. Зеленолугский

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов icon«Липецк мой родной город» Авторы проекта: Батракова Ольга Дмитриевна 2011 2012 год
Участники проекта: дети старшей группы, воспитатели, родители, музыкальный работник

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов iconПроект «Этот удивительный космос». Вид проекта : познавательно-информационный Участники проекта
Участники проекта: дети подготовительной группы, воспитатели, родители воспитанников

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов iconСтруктура индивидуального проекта
Рекомендации по оформлению бумажного варианта проекта для представления на защите

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов icon«Мои родные – герои Великой Отечественной войны» Участники проекта...
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №89 Г. Краснодар

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов iconАрмавирская государственная педагогическая академия
Электронные ресурсы для создания проекта”, “Создание презентации”, “Создание публикации”, “Электронные таблицы в проектной работе”,...

Разработка устройства для перевода механической энергии в электрическую «умпээ 878» Авторы проекта: ученики 8 к класса Лебедев Андрей Руководители проекта: Базанов А. С., Емельянов iconИсследовательская работа Семейного проекта Направление семейный проект...
Баба-Яга и Ёма. Возник вопрос «Эти герои – это один образ или нет?» Я задумалась над этим вопросом. И думаю, что эти два образа очень...


Литература




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
lit.na5bal.ru
..На главную