BÀI 62. ĐIỆN GIÓ – ĐIỆN MẶT TRỜI – ĐIỆN HẠT NHÂN
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Máy phát điện gió
+ Trong máy phát điện gió, động năng của gió được biến đổi thành điện năng.
+ Điện gió là loại năng lượng sạch, nhưng công suất nhỏ.
+ Máy phát điện gió thường đặt trên một cột cao. Ngoài cánh quạt để hứng gió còn có một bộ phận lái để tự động điều chỉnh cánh quạt theo hướng gió. Cánh quạt gắn với trục quay của rôto của máy phát điện. Stato là các cuộn dây điện.
2. Pin Mặt Trời
+ Pin mặt trời là những tấm phẳng làm bằng chất silic. Nếu chiếu ánh sáng mặt trời vào tấm đó thì năng lượng của ánh sáng mặt trời sẽ trực tiếp chuyển hóa thành điện năng.
- Những pin mặt trời nhỏ được đặt trong các đồng hồ đeo tay hay máy tính bỏ túi, cứ chiếu ánh sáng vào đó là các máy này hoạt động.
- Những pin mặt trời lớn thường có kèm theo một acquy. Ban ngày pin mặt trời nạp điện cho acquy để ban đêm sử dụng.
3. Nhà máy điện hạt nhân
+ Nhà máy điện hạt nhân hay nhà máy điện nguyên tử là một hệ thống thiết bị điều khiển kiểm soát phản ứng hạt nhân dây chuyền ở trạng thái dừng nhằm sản sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt năng, sau đó năng lượng nhiệt này được các chất tải nhiệt trong lò (nước, khí, kim loại lỏng...) truyền tới thiết bị sinh điện năng như tuabin để sản xuất điện năng.
Sơ đồ một nhà máy điện hạt nhân:
+ Trong nhà máy điện nguyên tử có một lò phản ứng, ở đó năng lượng hạt nhân được biến đổi trực tiếp thành nhiệt năng làm nóng một chất lỏng lên đến 315°C. Chất lỏng này lại được dùng để đun sôi nước trong nồi hơi. Hơi nước sôi dùng để chạy tuabin của máy phát điện.
+ Nhà máy điện hạt nhân có thể cho công suất rất lớn và tốn ít nhiên liệu, nhưng nhà máy cần có thiết bị bảo vệ rất cẩn thận để ngăn các tia phóng xạ có thể gây nguy hiểm chết người.
4. Sử dụng tiết kiệm năng lượng
+ Năng lượng điện có đặc điểm là khi đã sản xuất ra thì phải sử dụng hết, không thể dự trữ được (trừ trường hợp dự trữ nhỏ trong các acquy). Các máy phát điện lớn đã mở máy là phải chạy đều, không thể khi cần nhiều thì cho chạy nhanh, khi cần ít thì cho chạy chậm. Bởi vậy cần phải tiết kiệm, sử dụng điện hạn chế trong các giờ cao điểm như buổi chiều tối và khuyến khích sử dụng điện vào đêm khuya.
+ Trong một số máy móc, dụng cụ, năng lượng ban đầu được biến đổi sau một chuỗi quá trình để thành năng lượng cần dùng. Ví dụ, trong bóng đèn dây tóc, điện năng được biến đổi thành nhiệt năng rồi thành quang năng.
II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
Phần này chủ yếu là các câu hỏi lí thuyết, các em cần nắm vững và vận dụng linh hoạt các kiến thức ở phần I để giải thích đúng hiện tượng.
+ Để làm các bài tập liên quan đến hiệu suất, ta vận dụng công thức
\(H = \frac{{{P_i}}}{P}.100\% \)
Trong đó Pi là công suất có ích; P là công suất toàn phần.
III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 (trang 162 SGK Vật Lí 9):
Hãy chỉ ra năng lượng của gió đã được biến đổi lần lượt qua các bộ phận của máy như thế nào để cuối cùng thành điện năng.
Trả lời:
Động năng của gió thổi làm quay cánh quạt Þ thành động năng quay của rôto Þ biến đổi thành điện năng.
Câu C2 (trang 163 SGK Vật Lí 9):
Ánh sáng mặt trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất l,4 kW. Hiệu suất của pin mặt trời là 10%, hãy tính xem cần phải làm các tấm pin mặt trời có diện tích tổng cộng là bao nhiêu để cung cấp điện cho một trường học sử dụng 20 bóng đèn 100 W và 10 quạt điện 75 W
Trả lời:
Công suất tiêu thụ của trường học: 20.100 + 10.75 = 2750 W.
Công suất ánh sáng mặt trời cần cung cấp cho tấm pin mặt trời là:
\(P = \frac{{{P_i}}}{H}.100\% = \frac{{2750}}{{10\% }}100\% = 27500\,{\rm{W}}{\rm{.}}\)
Diện tích tấm pin mặt trời cần thiết là: \(\frac{{27500}}{{1400}} \approx 19,6\,{m^2}.\)
Câu C3 (trang 163 SGK Vật Lí 9):
Người ta đã dùng những thiết bị nào để chuyển hóa điện năng thành nhiệt năng, cơ năng, quang năng dùng trong đời sống và sản xuất?
Trả lời:
Nồi cơm điện, ấm đun nước, máy sấy, máy sưởi điện: Điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng.
Quạt điện, động cơ điện: Điện năng chuyển hóa thành cơ năng.
Đèn thắp sáng, Đèn LED, đèn bút thử điện: Điện năng chuyển hóa thành quang năng.
Câu C4 (trang 164 SGK Vật Lí 9):
Xem bảng 1 SGK và cho biết dùng động cơ điện và máy phát điện để thực hiện việc chuyển hóa năng lượng có gì lợi so với các máy khác.
Trả lời:
Dùng động cơ điện và máy phát điện để thực hiện việc chuyển hóa năng lượng có lợi so với các máy khác: Hiệu suất lớn hơn (hao phí nhỏ hơn nhiều) nên tiết kiệm được nhiều hơn.
Trên đây là gợi ý giải bài tập Vật Lý 9 bài Điện gió điện mặt trời điện hạt nhân do giáo viên Ican trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.