Поиск по базе сайта:
Цель проекта: создать электромобиль, работающий на энергии, вырабатываемой им самим Задачи исследования icon

Цель проекта: создать электромобиль, работающий на энергии, вырабатываемой им самим Задачи исследования




Скачати 89.63 Kb.
НазваЦель проекта: создать электромобиль, работающий на энергии, вырабатываемой им самим Задачи исследования
Дата конвертації04.12.2012
Розмір89.63 Kb.
ТипИсследование




Создание автомобиля нового типа,

работающего на основе дополнительных источников энергии

Мацера Максим

Россия, Краснодарский край, Ленинградский район, ст. Ленинградская, муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 1 им. З.Я. Лавровского станицы Ленинградской муниципального образования Ленинградский район, 9 класс


ВВЕДЕНИЕ

Потребность в выработке энергии для машин постоянно растет. Для обеспечения большого тока для автомобильных устройств и заряда аккумуляторов используется генератор, который вырабатывает ток.

Автомобили всегда были большими потребителями энергии. Идея, касающаяся того, что они сами могли бы стать источниками энергии также очень воодушевляющая. Однако, теоретически, это всегда было возможным, поскольку энергия, потребляемая автомобилем, на самом деле конвертируется в другую форму, большая часть из которой просто теряется.

Ранее человек не имел возможности улавливать эту энергию из-за отсутствия необходимого оборудования. Однако теперь исследователи разработали методы, которые помогут сделать Ваш автомобиль поставщиком энергии. Эти технологии в самом ближайшем будущем могут дать старт эре самозаряжающихся автомобилей.

^ Проблема очевидна. Традиционные виды топлива имеют два больших недостатка. Во-первых, они выделяют парниковые газы и способствуют изменению климата. Во-вторых, цены на них постоянно растут, достигая все новых и новых высот, что причиняет серъезный ущерб экономике. Все это требует перехода на новые виды возобновляемых источников энергии дабы обеспечить устойчивое развитие в будущем.

^ Цель проекта: создать электромобиль, работающий на энергии, вырабатываемой им самим

Задачи исследования:

  1. Исследование альтернативных источников энергии для создания автомобиля.

  2. Изучение теоретического обоснования проекта (Закон сохранения энергии в механических процессах).

  3. Создание и апробация автомобиля, работающего на энергии, вырабатываемой им самим

^ Гипотеза проекта: при использовании дополнительной энергии амортизаторов, которая обычно не используется, автомобиль придет в движение

Предмет исследования: автомобиль

Объект исследования: создание энергии для самопотребления автомобилем

^ Методика исследования: анализ, эксперимент.

Создание автомобиля нового типа,

работающего на основе дополнительных источников энергии

Мацера Максим

Россия, Краснодарский край, Ленинградский район, ст. Ленинградская, муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 1 им. З.Я. Лавровского станицы Ленинградской муниципального образования Ленинградский район, 9 класс


^ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОПРОСА

Исследование альтернативных источников энергии для создания автомобиля

Автомобили на солнечных батареях

Французская компания Venturi, занимающаяся разработкой экологически чистого автотранспорта, представила на фестивале WIRED NextFest два новых автомобиля, работающих на энергии солнца и ветра.

Теперь этот автомобильчик, который из-за внешности часто сравнивают с раздавленным роботом, наконец, реализовался не в компьютерной модели, а в настоящем материале.

Как и обещалось, источником энергии для автомобиля служат солнечные батареи, установленные на крыше, а также небольшой ветряк, который можно поднять во время стоянки.

^ Электромобили. История

Наше будущее напрямую зависит от настоящего. Начиная разговоры о научно-технической революции, невольно вспоминаются фантастические фильмы с футуристическими видами.

По мнению научных фантастов, транспортом будущего является именно электромобиль, стоит посмотреть хотя бы любой фильм, все поголовно колесят на чудаковатых по внешнему виду капсулах, питающихся электрической энергией.

В наше время электромобиль не популярный, но реально существующий проект многих автомобильных концернов, пока у многих как прототип, но это дело лишь во времени.

Электродвигатель появился намного раньше, чем двигатель внутреннего сгорания, считается, что первый прототип появился в 1841 году и выглядел, как тележка с электромотором.

К 1912 году в США было изготовлено более 10 тысяч электромобилей, которые по динамическим качествам ни чуть не уступали обычным автомобилям того времени.

Проблемой номер один являлась сложная по технологии процедура зарядки батарей.

Технология развивалась, и 1 мая 1899 года электромобиль La Jamais Contente установил рекорд скорости на суше, став первым в мире автомобилем, перешагнувшим порог 100 км/ч, достигнув скорости 105,882 км/ч. Позже известный американский конструктор электромобилей Уолтер Бейкер достиг скорости 130 км/ч. А электромобиль фирмы «Борланд Электрик» проехал от Чикаго до Милуоки (167 км) на одной зарядке. После перезарядки электромобиль вернулся в Чикаго своим ходом. Средняя скорость составила 55 км/ч.

В том, что будущее за электромобилями, кажется, уже никого убеждать не нужно. Экологичны, тихи, эффективны, не привязаны к «нефтяной игле»… Единственный вопрос, возникающий у любого нормального человека: почему в час пик всё ещё не продохнуть от выхлопных газов, а массовое пришествие электрических авто всегда обещают «в следующем году».

^ Закон сохранения энергии в механических процессах

Превращения энергии

Мы установили, что потенциальная энергия характеризует взаимодействующие тела, а кинетическая энергия — движущиеся тела. И потенциальная, и кинетическая энергия изменяются только в результате такого взаимодействия тел, при котором действующие на тела силы совершают работу, отличную от нуля.

Рассмотрим теперь вопрос об изменениях энергии при взаимодействиях тел; образующих замкнутую систему. Если несколько тел взаимодействуют между собой только силами тяготения и силами упругости и никакие внешние силы на них не действуют, то при любых взаимодействиях тел работа сил упругости или сил тяготения равна

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упру гости, остается постоянной. Это утверждение называется законом сохранения энергии в механических процессах.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел называется полной механической энергией.

Для полной механической энергии закон сохранения энергии имеет следующее выражение: полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и упругости, остается неизменной.

Основное содержание закона сохранения энергии заключается не только в установлении факта сохранения полной механической энергии, но и в установлении возможности взаимных превращений кинетической и потенциальной энергии тел в равной количественной мере при взаимодействии тел.

Закон сохранения энергии раскрывает физический смысл понятия работы.

Работа сил тяготения и сил упругости, с одной стороны, равна увеличению кинетической энергии, а с другой стороны, — уменьшению потенциальной энергии тел.

Следовательно, работа равна энергии, превратившейся из одного вида в другой.

Закон сохранения полной механической энергии в процессах с участием сил упругости и гравитационных сил является одним из основных законов механики. Знание этого закона упрощает решение многих задач, имеющих большое значение в практической жизни.

^ Превращения энергии. Механическая энергия сохраняется не при любых взаимодействиях тел. Закон сохранения механической энергии не выполняется, если между телами действуют силы трения.

Автомобиль, двигавшийся по горизонтальному участку дороги, после выключения двигателя проходит некоторый путь и под действием сил трения останавливается. Кинетическая энергия поступательного движения автомобиля стала равной нулю, а потенциальная энергия не увеличилась. Не означает ли это, что кинетическая энергия автомобиля исчезла бесследно?

Опыт показывает, что механическое движение никогда не исчезает бесследно и никогда оно не возникает само собой. Во время торможения автомобиля произошло нагревание тормозных колодок, шин автомобиля и асфальта. Следовательно, в результате действия сил трения кинетическая энергия автомобиля не исчезла, а превратилась во внутреннюю энергию теплового движения молекул.

При любых физических взаимодействиях энергия не возникает и не исчезает, а только превращается из одной формы в другую.

Этот экспериментально установленный факт называется законом сохранения и превращения энергии.

^ Энергетические машины. В своей практической жизни человек постоянно сталкивается с необходимостью превращений различных видов энергии. Преобразование энергии происходит при строительстве дома и добыче каменного угля, обработке почвы и уборке урожая, изготовлении различных деталей на станках и поездке на автомобиле. Устройства, предназначенные для преобразования энергии, называются энергетическими машинами.

Энергетическими машинами являются паровая машина, двигатель внутреннего сгорания, турбина, электрический генератор, электродвигатель. Паровая машина и двигатель внутреннего сгорания преобразуют внутреннюю энергию горючего в механическую энергию, электрический генератор преобразует механическую энергию в электрическую, электродвигатель преобразует электрическую энергию в механическую.

Коэффициент полезного действия. Каждый вид энергии может превратиться полностью в любой другой вид энергии. Однако во всех реальных энергетических машинах, кроме преобразований энергии, для которых применяются эти машины, происходят превращения энергии, которые называют потерями энергии.

Чем меньше потерь энергии, тем совершеннее машина. Степень совершенства машины характеризуется коэффициентом полезного действия (КПД).


^ ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Идея проекта: Использовать дополнительную энергию амортизаторов, которая обычно не используется.

Создание экспериментальной модели автомобиля

Апробация автомобиля


Для демонстрации возможности использования энергии был изготовлен макет.

В конструкции макета сымитированы корпус автомобиля с установленным преобразователем энергии и подвижный элемент подвески. Выработанная генератором энергия выпрямляется и подается на накопитель(конденсатор).

Для демонстрации факта накопления энергии на макете установлен электродвигатель, который подключается к конденсаторам с помощью кнопки.

При серийной установке преобразователей на автомобили, между конденсаторами и накопителем ставится контроллер, регулирующий жесткость подвески. Здесь работает принцип: чем больше нагрузка, тем менее подвижен генератор. То есть, получаемая двигателем энергия останется прежней, но при этом изменяется жесткость подвески.

Создание автомобиля нового типа,

работающего на основе дополнительных источников энергии

Мацера Максим

Россия, Краснодарский край, Ленинградский район, ст. Ленинградская, муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 1 им. З.Я. Лавровского станицы Ленинградской муниципального образования Ленинградский район, 9 класс


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Потребность в выработке энергии для машин постоянно растет. Для обеспечения большого тока для автомобильных устройств и заряда аккумуляторов используется генератор, который вырабатывает ток. Следует заметить, что проблема создания эффективного электромобиля, уже давно актуальная в технически развитых странах мира, приобретает особую актуальность в настоящее время в России, благодаря новым программам разработки электромобилей, в которых участвуют и авторы данной статьи.

Автор разработал аналог разрабатываемым электромобилем. Он, на основе использования энергии амортизаторов автомобиля, привел автомобиль в действие. Кроме этого авто апробировал автомобиль, доказав цель и подтвердив гипотезу проекта.

Создание автомобиля нового типа,

работающего на основе дополнительных источников энергии

Мацера Максим

Россия, Краснодарский край, Ленинградский район, ст. Ленинградская, муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 1 им. З.Я. Лавровского станицы Ленинградской муниципального образования Ленинградский район, 9 класс


БИБЛИОГРАФИЯ



  1. http://electrotransport.ru

  2. http://electroauto.ru

  3. http://boxing.ru/forum

  4. http://ru.wikipedia.org/

  5. ГулиаН.В. Накопители энергии. – М.: Наука, 1980. – 150с.

  6. Electric & hybrid vehicle technology' 95. The international review of electric and hybrid vehicle design and development. UK & International press. – 1995. – 304с.

  7. Der neue elektro – 3er von BMW – glied einer langen entwicklungskette. Kolloquium fahrzeug- und motorentechnik. 15...17 Oktober 1991. Eurogress Aachen. – 47 p.

  8. ОтроховВ.П., ГулиаН.В., ПетраковаЕ.А., ЮрковС.А. Бесступенчатая коробка передач для ЗиЛ-5301 // Автомобильная промышленность. – 1998. – №7.



Схожі:




База даних захищена авторським правом ©lib.exdat.com
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації