A. Lutonského 716/11, Liptovský Mikuláš 031 01, SR
0911 803 335

 

 

Preskúmaj energiu vetra

Vietor vzniká ako dôsledok nerovnomerného zohrievania zemského povrchu slnkom. Je to teda forma slnečnej energie. V minulosti sa energia vetra premieňala priamo na mechanickú prácu, napríklad na čerpanie vody alebo mletie obilia. Dnes sú funkčné zariadenia tohto typu skôr už len raritou. Podstatne väčší význam však nadobudlo využívanie energie vetra na výrobu elektriny.

Postav 8 modelov a pozoruj zákony fyziky

Z viac ako 130 častí postavíš 2 veterné turbíny, ktoré budú premieňať energiu vetra na elektrickú energiu. Rozsvietia diódy alebo nabijú elektrochemický článok - batériu. Batériu potom použiješ na pohon ďalších šiestich modelov.

Určené pre mladých vedcov starších ako 8 rokov. 

39 €
Kúp a získaš 39 bodov ( 2 €)


Čo sa naučíš? 

  • Spoznáš základné zákony mechaniky - Newtonove pohybové zákony.
  • Spoznáš ako sa mechanickými prevodmi prenáša sila.
  • Naučíš sa, prečo je dôležitý tvar a počet listov turbíny.
  • Zoznámiš sa s Bernoulliho rovnicou.
  • Naučíš sa ako vo vodiči vzniká elektrický prúd.
  • Uvidíš, že elektromotor može vyrábať el. prúd aj poháňať stroje.

 Trojlistová veterná turbína

Energia vetra sa mení na elektrickú energiu vo veterných turbínach, pričom túto energiu zachytávajú práve listy rotora. Ich tvar je výsledkom dlhého experimentovania a výskumov a umožňuje efektívne prenášať silu vetra na rotor.  Priemer listov rotora dosahuje až 25 - 50 metrov a každý list môže vážiť aj jednu tonu. Väčšina turbín má tri listy a teda aj ty si postavíš takúto klasiku. Naša veterná turbína nebude vyrábať toľko energie ako jej gigantické dvojníčky, no princíp je rovnaký.  

 

 Šesť-listová veterná turbína

 

Na experimentovanie si môžeš postaviť ešte jednu turbínu, šesťlistovú.

Teoreticky čím viac má rotor listov, tým by mal byť účinnejší. V skutočnosti sa však listy rotora vzájomne ovplyvňujú a veľký počet listov spomaľuje otáčky. Na druhej strane však väčší počet listov dáva vyšší počiatočný moment krútenia, takže tvoja veterná turbína sa roztočí už pri malej rýchlosti vetra. Experimentuj.


Vrtuľové lietadlo

 

Vieš ako funguje lietadlo? Skús sa pozrieť na článok: "Prečo lietadlo lieta, aj keď je ťažké?".

Tu len uvedieme, že lietadlo potrebuje hnaciu jednotku, ktorá dodáva lietadlu energiu potrebnú na prekonanie odporu vzduchu a na získanie doprednej rýchlosti. 

Naša hnacia jednotka bude elektromotor, napájaný energiou z nabíjacej batérie, ktorú pre teba nabije tvoja veterná turbína. 

 

 

 

Plachetnica na kolesách 

 

 

Máš dve možnosti. Pohnúť týmto zázrakom môžeš buď priamou silou vetra, alebo využiješ energiu, uloženú v nabíjacej batérii, ktorú pre teba pripravil kamarát vietor. 

 

Experimenty s listami turbíny

Na experimentovanie v domácich podmienkach môžeš použiť ventilátor alebo fén. Pripravili sme pre teba niekoľko kombinácií ktoré treba otestovať. Premenné, ktoré budeš meniť sú: tvar a počet listov turbíny a prevodový pomer.  

 

 

Experimenty s prevodmi

 

 

Jeden z najdôležitejších parametrov prevodovky je prevodový pomer. Pomocou prevodového pomeru môžeš vypočítať počet otáčok na výstupe prevodovky, za predpokladu, že vieme vstupné otáčky a počet zubov u jednotlivých kolies. Vypočíta sa tak, že vydelíme počet zubov hnacieho kolesa - teda na hriadeli turbíny, počtom zubov hnaného kolesa. Ak je výsledok väčší ako 1, t.j. hnacie koleso má viac zubov ako hnané, jedná sa o zrýchlujúci prevod. 

 

Zoznám sa s funkciou elektrického motora

Elektromotor je elektrické zariadenie premieňajúce elektrický prúd na mechanický pohyb – rotačný pohyb v našom prípade. Sústavou prevodov (ozubené kolesá, reťaze) presunieme tento pohyb ku kolesám nášho vozidla.

Opačným zariadením ku elektromotoru je zariadenie premieňajúce mechanický pohyb na elektrickú energiu – dynamo a alternátor. Konštrukčne sú si elektromotory a dynamá veľmi podobné. Elektromotor, ktorý je dodaný v stavebnici, môže byť použítý oboma spôsobmi a presne tak ho aj budeme používať. Vo veternej turbíne bude súčasťou systému, ktorý vyrába el. prúd. Vo vozidlách bude premieňať elektrickú energiu na pohyb.

 

 

 


search