Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Учительские университеты
| Главная » Статьи » Творческие проекты учащихся |
Научная работа
| Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі Шығыс Қазақстан облысы Бағыты: Ғылыми-техникалық прогресс – экономикалық өсудің негізгі буыны Секциясы: Физика Тақырыбы: Электр энергиясы және оның қазіргі қоғамдағы рөлі Авторы: Шарипова Айгерім Кездыкбаевна, 11 «Ә» сыныбы, «№23 жалпы орта білім беретін мектеп» КММ, Семей қаласы Жетекшісі: Малгеждарова Жазира Сакеновна, физика пәні, «№23 жалпы орта білім беретін мектеп» КММ, Семей қаласы Кеңесшісі: Сыдыкова Жайнагуль Каниевна, физика-математика факультеті, «Физика» кафедрасының доценті қызметін атқарушы, Семей мемлекеттік педагогикалық институты, Семей қаласы Өскемен 2012 жыл Мазмұны: Кіріспе бөлімі...............................................................................................................3 І тарау. 1.1. Электр энергиясын өндіру және жеткізу..............................................................1 1.2. Энергияны үнемдеу – экономиканы тиімді дамытудың негізгі артықшылығы..........................................................................................................1 1.3. Электр энергиясынның табиғатта және тірі ағзада пайда болуы, оның қолданылуы..............................................................................................................1 Қорытынды.................................................................................................................1 Әдебиеттер тізімі.......................................................................................................1 Кіріспе Энергияның физикалық түсүнігінен басқа, экономикалық, техникалық, саяси және тағы басқа да түсініктері бар. Елімізде экономиканың серпінді дамуы және тұрғындардың әл-ауқатының артуы, тұрғындар мен өнеркәсіптің күн сайын ұлғайып келе жатқан электр және жылу энергиясын қажетсіну деңгейін қамтамасыз ету мәселесін барған сайын өзекті етіп отыр. Бүкіл әлем бойынша күтіліп отырған халық санының айтарлықтай артуы мен энергия тұтынудың болжамалық ұлғаюы жағдайында бүгінгі таңдағы көмір, газ, мұнай сияқты негізгі энергия тасымалдаушылары күннен-күнге қарқынды түрде ортайып келеді және әртүрлі болжаулар бойынша XXI ғасырдың екінші жартысында таусылуы мүмкін, бұл жаңа энергетикалық технологияларды дер кезінде дайындауды өзекі етіп отыр. Адамзатқа энергия қажет және жыл сайын оның қажеттілігі артуда. Бірақ дәстүрлі табиғи отындардың (мұнай, газ, көмір т.б.) қоры шексіз емес. Көбейткіш-реакторларда плутонийді пайда қылатын уран мен торий-ядролық отындардың де қоры шексіз емес.Термоядерлық отынның – сутегінің қоры шексіз болғанымен, бірақ адамның басқаруымен жүретін термоядролық реакциялар жүзеге асырылған жоқ және де қашан жүзеге асырылатыны белгісіз. Тығырықтан шығудың екі жолы бар: энергоресурстарды экономды жұмсау және дәстүрлі емес жаңартылатын энергия қорларын қолдану. Бұл ғылыми жобада электр энергиясы көзінің альтернативті түрлері қарастырылады. Жер астынан алынатын отын түрлерінің азаю салдарынын жаңартылып отыратын энергия түрлері қолдануда - бұл энергия формалары өзінің жиналған қорымен шектелмеген. Осындай типті энергияның қолдануы энергия қорының азаюына әкелмейтінін білдіреді. Жобаның мақсаты - ауыл шаруашылығында қолдануға болатын үй жануарларының қилары, құс саңғырығы анаэробты жағдайда ашыған кезде бөлініп шығатын биогаздардың энергиясының мөлшерін есептеп, оны электр энергиясына айналдырудың жолдарын қарастыру. Ғылыми жобада қарастырылған энергияны түрлендіру схемасын «экоэнергетика» деп атауға болады, бұл термин қоршаған ортаны ластамай таза энергияны пайда қылатын әдістеді білдіреді. Ауыл шаруашылығында қажет органикалық тыңайтқыштардың пайда болуы, табиғи жағдайда өсімдіктермен жақсы өндірілетін көмірқышқыл газының пайда болуы электр энергиясын биогаздардан алуға деген сөзге қолдау береді. І тарау. 1.1. Электр энергиясын өндіру және жеткізу. Қоғам дамыған сайын энергия тұтыну қажеттігі қарқындап өсе түседі. Әсіресе электр энергиясының орны ерекше, себебі энергияның басқа түрлерімен салыстырғандағы, оның бірнеше артықшылықтары электр энергиясын өте аз шығынмен энергияның кез келген басқа түріне оңай айналдыруға және оны алыс қашықтыққа жеткізуге мүмкіндік береді. Электр энергиясы айнымалы токтың индукциялық генераторларынан әр түрлі электр станцияларында өндіріледі. Электр станциялары көмір мен мұнай қорларының жанында (жылу электр станциялары) немесе өзен-сулардың бойында (су электр станциялары) тұрғызылады. Жылу электр станцияларында отынның (мысалы, көмірдің) жылу энергиясы электр энергиясына түрленеді. Жоғары қысымда қызған бу ағыны бу турбинасының роторын айналдырады, сонда онымен бір оське орнатылған генератордың роторы да айналады. Су электр станцияларында судың механикалық энергиясы электр энергиясына түрленеді. Өзенді бөгеп, платинамен суды биікке көтереді. Биіктен гидравликалық турбинаның қалақшаларына құлаған су ағыны оны генератордың роторымен қоса айналдырады. Қазіргі кезде дүние жүзінде өндірілетін электр энергиясының біраз бөлігі атом электр станцияларында өндіріледі. Мұнда ауыр ядролардың тізбекті реакциясы кезінде бөлінген атомның ішкі энергиясы электр энергиясына түрленеді. Тізбекті реакция ядролық реактор деп аталатын қондырғыларда жүреді. Бұл туралы біз ядролық физика тарауында кеңірек айтамыз. Электр станцияларының отын немесе су қорларының жанында орналасуынан, электр энергиясын тұтынушыға дейін жеткізу мәселесі туады. Алыс қашықтыққа электр тасымалдау желісінде шығын көбейеді. Джоуль-Ленц заңы бойынша , ал — екенін ескерсек, электр желісінің ұзындығы артқан сайын, шығын да көбейеді. Оны қалай азайтуға болады? Кедергіні азайту үшін сымдардың көлденең қимасының ауданын арттыру (жуан сымдарды пайдалану) немесе меншікті кедергісі аз материалдарды (мысалы, күмісті) қолдану керек. Бұл екі жолдың да іс жүзінде тиімділігі жоқ екені өз-өзінен түсінікті. Джоуль-Ленц заңының өрнегіне қарасақ, шығынды азайтудың тағы бір жолы — ток күшін азайту екенін көреміз. Бірақ берілетін қуат өзгермей қалуы тиіс. Қуат ток күші мен кернеудің көбейтіндісіне тең болғандықтан, ток күшін неше есе азайтсақ, кернеуді сонша есе арттыру керек. Олай болса, электр энергиясын жеткізу мәселесі токты трансформациялаумен байланысты. Генератордың өндіретін кернеуі , ал жүктеменің тұтынатын кернеуі болсын. Онда , мұндағы — желінің толық кедергісі. Әдетте, желінің активті кедергісі оның реактивті кедергісінен әлдеқайда артық болып келеді. Сондықтан желідегі кернеудің түсуі оның активті кедергісімен анықталады: . Олай болса, желідегі энергия шығыны былай есептеледі: Генератордың берілген қуаты үшін желідегі энергия шығыны оған түсірілген кернеуге кері пропорционал. Генератордың қуаты тұрақты болғанда, желіге берілген кернеудің және мәндері үшін энергия шығынын есептейік: бұлардың қатынасы: Егер желіге берілетін кернеу жеткілікті түрде жоғары болмаса, уақыт бірлігі ішінде сымдардағы шығын генератордың қуатынан асып кетуі мүмкін, онда энергия тұтынушыға мүлдем жетпей қалады. Осы айтылғандардан электр желісіне жоғары кернеу беру керек екені түсінікті. Айнымалы ток генераторларының өндіретін кернеуі жуықтап алғанда 20 кВ-тан аспайды. Сондықтан электр станцияларында жоғарылатқыш трансформаторлар қойылады. Әдетте, кернеу бірнеше саты жоғарылатылып барып, электр желісіне беріледі. Желінің аяғында кернеу бірнеше саты төмендетіліп, бұдан соң тұтынушыға беріледі. Біздің елде 220 В кернеу кеңінен қолданылады. Тұрақты токты желімен тасымалдаса, шығын айнымалы токпен салыстырғаыда әлдеқайда аз болар еді. Біріншіден, қайта магниттелуге шығын жоқ, екіншіден, реактивті кедергі нөлге тең. Бірақ тұрақты токты трансформациялауға болмайды, трансформатор электромагниттік индукцияның негізінде жұмыс істейді ғой. Алдымен, айнымалы токты жоғары кернеуге трансформациялап, содан кейін оны түзетіп, желіге жіберуге болады. Тұтынушыға жеткен соң тұрақты токты қайтадан айнымалы токқа айналдырып, кернеуді қажет мәнге дейін төмендетуге болар еді. Бірақ тұрақты токты қайтадан айнымалы токқа айналдырудың қиыншылықтары бар. Сондықтан қазіргі кезде, негізінен, айнымалы ток қолданылады. Қазіргі кезде адамзат қоғамының өмірін энергиясыз елестету мүмкін емес. Кеш бата бәріміз электр жарығымен өмір сүреміз, үйдегі көптеген электр құралдары, демалыс, көңіл көтеру орындарының тіршілігі, бүкіл өндіріс, өнімдерді өңдеу, басқа да қажетті заттарды жасау технологиялары электр энергиясын қолдана отырып жүзеге асатынын білеміз. 1.2. Энергияны үнемдеу – экономиканы тиімді дамытудың негізгі артықшылығы. Күнделікті тұрмыста энергия тұтынудың жаппай өсімі мен энергия өндіруші кәсіпорындардағы материалдық-техникалық базаның бір мезгілде ескіруі, энергия таратушылардың қымбаттауы жағдайларында энергияны үнемдеу мәселесі алғашқы орынға кіреді. Әлемдік экономиканың жаһандануын ескерсек бұл мәселенің аумағы жалпы әлемдік сипат алып, жеке бір мемлекеттің шегінен шығады. Сонымен бірге электр және жылу энергиясын тұтынудың өсімінен туындаған мәселені тек мемлекеттік әкімшілік әдістермен бірден шешуге болмайды, оның үстіне энергия өндіретін кәсіпорындарды жаңадан салу қомақты материалдық шығындармен қатар уақыт шығынын да қажет етеді. Міне сондықтан да, Қазақстаның әрбір азаматы, барлық мемлекеттік және коммерциялық құрылымдар энергияны үнемдеудегі жауапкершілікті түсініп, оған өз үлестерін қосуы тиіс, бұл еліміздің экономикасын тиімді дамытуға және азаматтардың тұрмысын жақсартуға әсерін тигізеді. Энергияны өндіруші кәсіпорындар үшін энергияны үнемдеу – бұл көрсетілетін қызметке немесе өнім бірлігін өндіруге кететін энергияның үлес шығынының азаюы, энергияны ұтымды пайдалану, электр және жылу энергиясын тұтынушыға тасымалдау кезіндегі ысыраптардың азайуы, энергиетикалық құрылғаларды дұрыс пайдалану, энергияны үнемдеу бойынша бағдарламаны әзірлеу және дұрыс орындау. Энергияны үнемдеудің негізгі бағыттары: 1. энергия үнемдеуші технологияларды енгізу; 2. тасымалдау кезінде энергия таратушылардың техникалық ысыраптарды төмендету; 3. электр энергиясының сараланған тарифтерін енгізу; 4. энергия таратушылардың тұтыну және есепке алу жүйесін дамыту. Қазақстан Республикасы Табиғи монополияларды реттеу агенттігінің Шығыс Қазақстан облысы бойынша департаменті (Департамент) өз қызметі бойынша, энергияны үнемдеу мәселелеріне ерекше көңіл бөледі, өйткені, жылу және электр энергиясын өндіру, беру, бөлу және онымен жабдықтау қызметтерін жүзеге асыратын кәсіпорындар табиғи монополиялар субъектілеріне жатады. Бұдан басқа, тұтынушыларды энергияны үнемдеуге ынталандырудың тағы бір жолы энергияны тұтыну көлеміне байланысты электр энергиясының тәуліктік екі ставкалы тарифін қолдану болып табылады. Бұл тарифтердің мәні тәуліктің әртүрлі кездерінде электр энергиясының бағасының бірдей болмауында. Электр энергиясы артық жүктеме сағаттарында қымбат тұрады, ал жүктемесі аз сағаттарда электр энергиясы мол болған кезде арзанырақ. Өңірлік тәулік бойынша сараланған тарифті қолдану нәтижесі жүктеме кестесімен белсендіренеді, тұтынушыларда энергияны үнемдеуге ынталары туындайды. Энергияны үнемдеудің басқа бағыты есепке алу жүйесін дамыту және энергия берушілердің тұтынуды реттеу болып табылады. Есептеу құралдарын орнату энергияны үнемдеудің тиімді шарасының бірі болып табылады, коммуналды қызметті тұтынушылар нақты тұтынғанына сәйкес төлейді. Коммуналды қызметті есептеу құралдары бойынша нақты төлеу экономикалық байқалатын әсер береді. Есептеу құралдарын қолдану тиімді және пайдалы, ең бастысы коммуналды қызметке қатысты ашықтықты қамтамасыз етеді. Есептеу құралдарын пайдалану кезінде тұтынушылар тұтынылған ресурсқа ғана ақы төлейді, үнемділік 20% - ға дейін құрайды. Орнатылған есептеу құралдары 5-6 ай ішінде тұтынушыларға қайтадан орны жабылатынын тұтынылған қызметтегі талдау көрсетіп отыр. Энергияны үнемдеудің негізгі артықшылығы Департаментпен ұсынылатын өңір бойынша сараланған тарифті енгізу, есептеу құралдарымен жаппай есептеу құралдарын орнату, кезең бойынша нормативті техникалық ысыраптардың төмендеуі және оларды тексеру ысырапты ең аз деңгейге дейін жеткізу. Осы ұсынылған ережелерге сай біздің мектебіміздің соңғы 3 (2009-2011) жылдың ішінде пайдаланған электр энергиясының көрсеткішін бақылап көрдім. 1.3. Электр энергиясынның табиғатта және тірі клеткада пайда болуы, оның қолданылуы Жер бетіндегі өмір электромагниттік өрістердің әрекеттесуінен пайда болған. Электр энергиясы барлық тірі ағзаларға тән, сонымен қатар оның ең күрделі формасы - адам өміріндегі рөлі. Ғалымдар электр энергиясының тірі ағзалармен байланыстылығын зертеуде өте көп еңбек еткен, алайда әлі де көптеген құпиялар табиғаттың қойнауында. Қазіргі кезде жақсы зерттелген, дегенмен әлі жұмбақ электрлік құбылыстармен үнемі кездесіп отырамыз. Ежелгі заманда янтарьды теріге ысқанда, оның жеңіл заттарды өзіне тарту қасиетін аңғарған. Осы құбылысты ежелгі грек философы Фалес Малетский сипаттаған. Электрлік құбылыстардың табиғатын түсіну бірнеше кезеңдерге бөлінеді. Біріншісін, медициналық деп атауға болады. Бұл кезең ХVІІ ғасырдың ортасына дейін созылған. Осы кезеңде денелерді электрлеудің әр түрлі тәсілдері ашылды, жеңіл нәрселерді тарту қасиеті тек янтарьда ғана емес, шыны, эбонит, фарфорда да болатыны анықталды. Емшілер мен тәуіптер денелердің электрлену қасиетін өз тәжірибелерінде қолдануға тырысты. Содан кейін, электрлік және магниттік құбылыстарды И. Ньютоннан Қорытынды Қазіргі кездегі болжамдарды есепке ала отырып осы ғасырдың орта кезінде немесе аяғында мұнайдың, табиғи газдың және басқа да традициялды энергия көздерінің азайып бітуіне тура келеді. Бұған қоса көмірдің қолдануын экологиялық жағдайдың нашарлауына байланысты азайтып тастады. Цивилизацияның әрі қарай дамуында энергияның ролі бар екендігіне ешкім күмән келтірмейді. Қазіргі қоғамда тура немесе жанама адамның іс-әрекеттерінің кез келген аймағында бұлшық еттердің энергиясынан көп энергияны қолданусыз өмірді елестетуге қиын. Энергияны қолдану - өмір сүру деңгейінің негізігі көрсеткіші. Адам өзінің өміріне қажет энергияны жинау немсе аң аулау әдісімен жинаған кезде, оған күніне 8 МДж энергия қажет болды. Отты қолданғаннан кейін оның мөлшері 16 МДж-ге дейін артты. Қарапайым ауылшаруашылығында ол 50 МДж –ге дейін жетті, ал дамыған өндірісте -100 МДж болды. Біздің цивилизацияның өмір сүру жолында традициалды энергия көздері жаңа энергия түрлеріне көп рет ауысты. Және бұл ескі энергия көзі біткендіктен болған емес. Күн әрқашан адамды жылытып оған жарық берді, бірақта адамдар оны отты қолдануға ауыстырды да ағаштарды жаға бастады. Ағаштардың орнына көмір келді. Ағаштардың қоры аз болмаса да бу машиналарына калориясы жоғары отын қажет болды. Бірақ көмірде өзінің орынын мұнайға берді. Енді мұнай мен табиғи газдың азаю салдарынан әлем рынкінде олардың бағасы жоғарлай бастады. Бұл жағдай әлем саясатында да тұрақсыздықты тудырып отыр. Осыған байланысты жаңа энергия көздері ізделіп биогаз технологиялары дамып келе жатыр. Осы жұмыста жуық шамада болсада биогаз технологиялардың ауыл шаруашылығында пайдалы жақтарын қарастырып, оның біздің тұрған төңіректе қолайлығын көрсеттік. Бұл энергия көздерінің қуаттары көп болмағанымен олардын ПӘК-і жоғары. Энергетиканың осындай түрде дамуын экстенсивті деп атайды. Биогаздық құрылғылар мемлекеттің әр аймағында орналаса алады да тәуелсіз өз бетімен жұмыс істей алады. Биогаздық технологиялардың кеңінен қолдануы малшаруашылғының дамуына әкеліп соғады. Бұл экономикалық жағдайды жақсартады. Сонымен біздің мемлекетімізде бигаздық технологияларды дамыту керек. Өйткені мал асырау бізге таңысық емес. Ата-бабаларымыз көп жылдар бойы мал асырап өмір сүрген. Сол істі жоғалтпай, дамытып еліміздегі экологиялық жағдайды да дұрстауға болады. Қолданылған әдебиет 1. Агуста Голдин. Океаны энергии.- Пер. с англ.- М.:Знание,1983.-144с 2. Баланчевадзе В.И., Барановский А.И. и др.; Под ред. А.Ф. Дьякова. Энергетика сегодня и завтра М.: Энергоатмиздат, 1990.-344с 3. Более чем достаточно. Оптимистический взгляд на будущее энергии мира/ Под ред. Р.Кларка: Пер с англ М.: Энергоатмиздат, 1994.-215с 4. Источники энергии. Факты, проблемы, решения.-М.: Наука и техника. 1997.-110с 5. Кириллин В.А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах. М.: Знание , 1997-128с 6. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020г./Перс англ. Под ред. Ю.Н. Старшикова.-М.: Энергия,1980.-256с. 7. Нетрадиционные источники энергии. М.: Знание,1982.-120с. 8. Соснов А.Я. Энергия Земли.- Л.: Лениниздат, 1986.-104с. 9. Энергетические ресурсы мира/ под ред. П.С. Непорожнего, В.И. Попкова.-М..энергоатомиздат. 1995.-232с. Қолданылғын әдебиеттер тізімі: 10. Дүкенбаев К. Энергетика Казахстана. Движени к рынку. – Алматы: Ғылым, 1998. – 584 б. 11. Дүкенбаев К. Энергетика Казахстана и пути ее интеграции в мировую экономику. – Алматы: Ғылым, 1996. - 532 б. 12. Регионы Казахстана, 2002. Статический сборник /Под. ред. А.А.Смаилова/. – Алматы: Агенство Республики Казахстан по статистике, 2002. – 432 б. 13. Тұяқбаев С., Насохова Ш., Кронгарт Б., Кем В., Загайнова В. Физика – 11 сынып оқулығы. – Алматы: Мектеп, 2007. Источник: http://оқушылардың ғылыми жобалары, электр энергиясы, жоба | |
| Просмотров: 2268 | Комментарии: 1 | |
Четверг, 2024-12-19, 1:56 AM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Категории раздела |
|---|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|