moon_camp

Enerģija no saules gaismas - kosmosa izpēte, izmantojot saules enerģiju

Īss apraksts:

Šajā uzdevumu kopumā skolēni uzzinās par diviem jēdzieniem, kas ietekmē saules paneļu konstrukciju kosmosa misijām: apgrieztais kvadrāta likums un krišanas leņķis.

Skolēni veiks divus vienkāršus pētījumus, izmantojot fotogalvanisko elementu (saules bateriju) un gaismas avotu.

Vispirms viņi mērīs, kā saules bateriju saražotā jauda mainās atkarībā no attāluma no gaismas avota, un eksperimentāli mēģinās iegūt apgriezto kvadrāta likumu gaismas intensitātei.

Pēc tam skolēni veiks otru eksperimentu, lai noskaidrotu saules baterijas izejas jaudas atkarību no krišanas leņķa. Visbeidzot, viņi šos jēdzienus piemēros reālām EKA kosmosa misijām.
Temats: Zinātne, Fizika
Mācību mērķi

  • Gaismas intensitātes izpratne un aprēķināšana.
  • Izpratne par krišanas leņķi.
  • Mācības par saules baterijām.
  • Veikt praktiskus eksperimentus, lai izpētītu apgriezto gaismas kvadrāta likumu un gaismas krišanas leņķa ietekmi.
  • Datu analīze un attēlošana.
  • Vienkāršu elektrisko ķēžu konstruēšana, izmantojot saules baterijas.
  • Mācības par elektrisko potenciālu starpību, elektrisko strāvu, jaudu un gaismas intensitāti.
  • Saules enerģijas prasību izpēte kosmosa misijās.
  •  
    Vecuma diapazons:
    14 - 18 gadi
     
    Laiks
    Sagatavošana: 1 stunda
    Eksperimenta montāža: 20 minūtes
    Nodarbība: 1 stunda un 30 minūtes
     
    Resurss pieejams:
    1. uzdevums: apgrieztais kvadrāta likums

    Šajā praktiskajā nodarbībā skolēni aprēķinās saules paneļa izejas jaudu, izmērot elektrisko strāvu un elektrisko potenciālu starpību, un mēģinās iegūt apgriezto kvadrāta likumu no saviem eksperimentālajiem mērījumiem.
    Aprīkojums

  • Katrai grupai izdrukāta skolēnu darba lapa
  • Katrai grupai izdrukāts 1. pielikums
  • Tumša kaste (atvērta vienā galā)
  • Pildspalva/zīmuli
  • Elektriskie kabeļi
  • Sellotape
  • Gaismas avots (maza spuldzīte, 4,5 V, 0,3 A)
  • Valdnieks
  • 30 cm stienis (piemēram, koka nūja)
  • Materiāls gaismas bloķēšanai (piemēram, sūklis, audums).
  • ampērmetrs un voltmetrs (vai multimetrs)
  • Krokodilu klipsi
  • 2. uzdevums: Iedarbības leņķis

    Šajā aktivitātē skolēni uzzinās par to, cik svarīgs ir krišanas leņķis un kādas ir priekšrocības, optimāli izvietojot saules baterijas. Veicot eksperimentu, skolēni izmērīs, kā krišanas leņķis ietekmē izejas jaudu.
    Aprīkojums

  • Katrai grupai izdrukāta skolēnu darba lapa
  • katrai grupai izdrukāts 2. pielikums
  • Pildspalva/zīmuli
  • Eksperimentālā iekārta no 1. darbības (sk. 2. pielikumu)
  • Paliktnis saules baterijas pagriešanai (piemēram, grilēšanas nūja).
  • Protraktors
  • 3. aktivitāte: kosmosa izpēte ar saules enerģiju
    Šajā aktivitātē skolēni vingrinās apgrieztā kvadrāta likumu lietošanā, piemērojot to reālām EKA kosmosa misijām. Skolēni uzzinās, kā apgrieztā kvadrāta likums ietekmē to, cik lieliem jābūt saules paneļiem, un cik liela nozīme ir izkliedes leņķim misijās, kas dodas tuvu Saulei.
    Aprīkojums

  • Katram skolēnam izdrukāta darba lapa
  • Pildspalva/zīmuli
  • Kalkulators
  • Vai zinājāt?

    Starptautisko kosmosa staciju (SKS) darbina saules paneļi. Attēlā pa labi redzami daži no saules paneļiem uz SKS, kurā vienlaikus uzturas līdz pat sešiem astronautiem. Tā kā SKS riņķo ap Zemi, saules paneļus var pagriezt, lai tie būtu vērsti tieši pret Sauli. Panelis aptver 2500 m³ lielu platību, kas atbilst pusei futbola laukuma.

    Saules paneļi uz SKS