Bai ngoai khoa: Vai tro cua Faraday voi CNH HDH dat nuoc

Điện năng được sản xuất ra theo nhiều cách khác nhau, phần lớn được sản xuất bởi các máy phát điện tại các nhà máy điện, chúng có chung nguyên tắt hoạt động là các nguyên lý động điện đ

Nhóm III – 47A Vật lý

• Các em hãy tượng tượng nếu xã hội này không có điện?

Trong 1giờ, hoặc 1 ngày, hoặc là nhiều ngày liên tiếp bị mất điện thì chuyện gì sẽ xảy ra? Đối với cá nhân em hoặc gia

đình em thì em thì em thấy điều gì là bất tiện nhất khi bị mất điện?

 Chúng ta sẽ không có ánh sáng để học bài vào buổi tối, phải nấu cơm bằng bếp, phải dùng

quạt nan vào ngững ngày oi bức, không được xem tập phim hay, không mở được máy tính

để chơi game, vào internet…Còn vô số những bất tiện khi bị mất điện.

 Đối với các cơ quan một ngày mất điện sẽ thiệt hại rất lớn về kinh tế, máy móc không thể hoạt động,nhân viên không có việc làm, không có sản phẩm….

 I Nếu không có điện xã hội ngày nay sẽ như thế nào?

 - Sinh hoạt gia đình: thắp sáng chủ yếu vẫn là đèn dầu, nến

 - Xã hội: + Những con đường vào buổi tối sẽ

có rất ít người đi lại vì sợ hãi bòng tối

+ Không có phương tiện truyền

thông tin, mỗi người chỉ sống trong không gian hạn hẹp: gia đinh, làng, xã…mà không biết gì về thế giới bên ngoài.

 - Kinh tế: Chủ yếu vẫn là nền nông nghiệp lạc hậu Công nghiệp chủ yếu là thủ công không

 Không có điện thì cá nhân, gia đình, kinh

tế và xã hội đều không thể phát triển được.

 Con người đã làm gì để cải thiện điều đó



 Sự phát triển và tiến hoá của con người

kéo theo hàng loạt những phát minh Một trong những phát minh đó là con người đã biết sản xuất và sử Điện có ở khắp nơi, từ thành phố đến thôn quê Điện phục vụ

cuộc sống sinh hoạt hằng ngày Điện sản xuất hàng hóa, máy móc …

Đây là ảnh chụp quảng trường HCM vào ban đêm.

I Lịch sử phát triển điện và ông Faraday.

II Faraday và cảm ứng điện từ.

III Điện được sản xuất như thế nào.

IV Truyền tải điện.

V Vai trò, tác dụng của điện năng.

VI Một số câu nói, mẫu chuyện vui về vật lý

I Lịch sử phát triển điện

và ông Faraday

MỘT SỐ NHÀ KHOA HỌC CÓ ĐÓNG GÓP QUAN TRỌNG TRONG LĨNH VỰC ĐIỆN TỪ

 Gin-bơt (William Gilbert, 1544-1603 )

 Cu-lông (Charles – Augustin de Coulomb, 1736-1806)

 Gan-va-ni (Luigi Galvani, 1737-1798)

 Vôn-ta (Alessandro Volta, 1745-1827)

 Ơ-xtét (Hans Christian Oersted, 1777-1851)

 Am-pe (André – Marie Ampère, 1775-1836)

 Bi-ô (Jean Baptiste Biot, 1774-1862)

 Ôm (Georg Simon Ohm, 1789-1854)

 Fa-ra-đây (Michael Faraday, 1791-1867)

 Hen-ri (Joseph Henry, 1797-1878)

 Len-xơ (Heinrich Friedrich Emil Lenz, 1804-1865)

 Jun (James Prescott Joule, 1818-1889)

 Mắc-xoen (James Clerk Maxwell, 1831-1879)

William Gilbert ( nhà vật lý người Anh )

 Năm 1600, Gin-bơt là

người đầu tiên khảo cứu

về điện học và từ học.

Charles – Augustin de Coulomb

 Năm 1785, Cu-lông phát

hiện ra định luật tương tác

của các điện tích điểm.

Luigi Galvani ( nhà giải phẫu học

 Năm 1786, Gan-va-ni phát

hiện ra tác dụng sinh lý

của dòng điện.

Alessandro Volta ( nhà vật lí người Italia )

 Năm 1800, Vôn-ta chế

tạo chiếc pin đầu tiên

của loài người.

Hans Christian Oersted

 Năm 1820,Ơ-xtét phát hiện ra tác

dụng từ của dòng điện Phát hiện

này tạo ra một bước ngoạt trong

lịch sử nghiên cứu điện từ

André – Marie Ampère

 Năm 1820 -1822, Am-pe Nêu lên

định luật về tác dụng của từ

trường lên dòng điện và về tương

tác giữa hai dòng điện.

Jean Baptiste Biot ( nhà vật lý người

 Năm 1820, Bi-ô xác định

được từ trường của

dòng điện thẳng.

Georg Simon Ohm

 Năm 1827, Ôm phát biểu định

luật cơ bản về liên hệ giữa dòng điện và hiệu điện thế, đó là định luật Ôm.

Michael Faraday ( nhà vật lý người

Joseph Henry ( nhà vật lý người Mĩ )

 Năm 1832, Hen-ri

phát hiện ra hiện

tương tự cảm.

Heinrich Friedrich Emil Lenz

James Prescott Joule

 Năm 1841, Jun phát hiện

ra tác dụng nhiệt của

dòng điện.

James Clerk Maxwell

 Năm 1860-1865, Mắc-xoen

công bố những công trình về lí

thuyết trường điện từ Đây là lí

thuyết tổng quát trong lĩnh vực

điện từ.

 Người đã phân tích sâu sắc các

khám phá của Faraday dưới

dạng toán học chặt chẽ.

1. Tiểu sử.

2. Hoạt động khoa học.

3. Hiện tượng cảm ứng điện

từ.

 Michael Faraday sinh tại

Newington Butts, nước Anh

vào ngày 22/9/1791 Gia đình ông rất nghèo; bố ông, James Faraday, là một thợ rèn có có sức khỏe yếu Ông phải thôi

học từ rất sớm vì hoàn cảnh gia đình, những vẫn tiếp tục tự đọc sách và tìm tòi

Từ năm 14 tuổi ông giúp việc cho một hiệu sách ở Luân Đôn với nguyện

vọng duy nhất được đọc sách của tiệm vào buổi tối sau khi xong việc

Trong vòng 7 năm làm việc ở đây ông

đã đọc rất nhiều sách, chẳng hạn cuốn

“Những mẩu chuyện về hóa học”

(Conversations in Chemistry) của

Jane Marcet Ông say sưa tìm hiểu và thực hành các thí nghiệm trong sách

Năm 1812, lúc 20 tuổi, Faraday dự các bài giảng của nhà vật

lý và hóa học Humphry Davy của

Viện Hoàng gia (Royal Institution)

và Hội Hoàng gia Anh (Royal

và Hội Hoàng gia Anh (Royal

Society) Sau đó, Faraday gửi cho

Davy 1 cuốn sách 300 trang ghi chép trong lúc nghe giảng Davy trả lời

ngay lập tức, và sau đó thuê Faraday làm thư ký

Ngày 1 tháng 3 năm 1813, Faraday được bổ nhiệm bởi Ngài Davy làm

 Faraday cưới Sarah Barnard (1800-1879) vào ngày 2

tháng 6, 1821 nhưng họ

không có con

 Faraday đựơc bầu làm hội

viên của Hội Hoàng gia

năm 1824, làm ngừơi tổng

phụ trách phòng thí nghiệm năm 1825

 Ông sớm quyết định rời

bỏ các nghiên cứu vụn vặt của Đêvi để chuyển hẳn sang lĩnh vực điện học và chính trong lĩnh vực này tên tuổi của ông trở thành bất tử

 Sau phát minh của xtét, Faraday bắt tay

Ơ-vào các thí nghiệm về

Năm 1931 Faraday bắt đầu công bố các khám phá mới về mối quan hệ

giữa điện và từ trường trong tạp chí

“Philosophical

Transaction”

Trong đó sự khám phá ra hiện tượng cảm ứng điện

từ được công nhận là

thành tựu cá nhân vĩ đại nhất của Faraday

 Đến năm 1833 ông đựơc

bổ nhiệm làm giáo sư

hóa học của viện suốt

đời nhưng không cần

giảng dạy.

 Loạt công trình của ông lấy tên “ Các nghiên cứu thực nghiệm về điện ” kết thúc vào năm 1851.

 Ngày 20 tháng 3 năm 1862

là ngày cuối cùng đánh dấu công việc nghiên cứu của Faraday Trong cuốn sổ ghi kết quả nghiên cứu của ông người ta đọc được con số thí nghiệm cuối cùng của ông: 16041.

loài người sau này

 “Chừng nào loài người còn sử

dụng đến điện, thì chừng đó mọi

người còn ghi nhớ công lao của

Michael Faraday.” ( Hemhônxơ, nhà

 Hoá lỏng Clo.

 Chứng minh bằng thực nghiệm định luật bảo toàn điện tích

 Phát hiện hiện tượng cảm ứng điện từ

 Tìm ra các định luật về điện phân

 Nghiên cứu tính chất điện môi và nghịch từ

 Phát hiện sự phân cực ánh sáng trong môi trường nhiễm từ

 Phát minh ra động cơ điện và bộ biến điện

III- Sản xuất điện năng

Sản xuất điện năng là giai đoạn đầu tiên trong quá trình cung cấp điện năng đến người tiêu

dùng, các giai đoạn tiếp theo là truyền tải và phân phối điện năng Thực chất của sản xuất điện năng là sự

biến đổi các dạng năng lượng khác sang năng lượng điện hay điện năng, dòng điện xuất hiện sau khi lưới điện được nối với mạng tiêu thụ.

Điện năng được sản xuất như thế nào?

Điện năng được sản xuất ra theo

nhiều cách khác nhau, phần lớn được sản xuất bởi các máy phát điện tại các nhà máy điện, chúng có chung

nguyên tắt hoạt động là các nguyên lý động điện (định luật cảm ứng điện

khác như trong pin , ắc quy, tế bào

Sản xuất điện bằng cách nào nhỉ?

1.Nhà máy điện:

1.1.Nhà máy nhiệt điện:

Trong nhà máy nhiệt điện, cơ năng được tạo ra bởi động cơ nhiệt Động cơ nhiệt tạo ra cơ năng bằng nhiệt được lấy bằng cách đốt nhiên liệu Cơ năng ở đây được lưu trữ dưới dạng động năng

quay của tuabin

Nhà máy Nhiệt điện Phú Mỹ

Nhà máy nhiệt điện Phả Lại

M¸y ph¸t

®iÖn Tua bin1

1.2.Nhà máy thuỷ điện:

Nhà máy thủy điện là một nhà máy điện biến đổi năng lượng cơ của

nước thành năng lượng điện

Nhà máy Thủy điện Hoà Bình

Nhà máy thủy điện YALY

Thủy điện Thác Bà Nhà máy thủy điện Hoà Bình

nào nhỉ?

1.3.Nhà máy điện nguyên tử

Nhà máy điện nguyên tử hay nhà máy điện hạt nhân là một

nhà máy tạo ra điện năng ở quy mô công nghiệp, sử dụng năng lượng thu được từ phản ứng hạt nhân Cũng giống như một số trạm năng lượng nhiệt phát điện bằng nhiệt năng từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch, các nhà máy năng lượng hạt nhân biến đổi năng lượng giải phóng từ hạt nhân nguyên tử thông qua phản ứng phân hạch.

Nhà máy điện nguyên tử ở

Cattenom, Pháp

Nhà máy điện nguyên tử Kashiwazaki-Kariwa (AFP)

Nhà máy Điện nguyên tử seco (bang California - Mỹ)

Rancho-Nhà máy điện nguyên tử

Kashiwazaki-Kariwa (AFP)

.Trong lò phản ứng hạt nhân, nguyên liệu sinh

ra năng lượng nhiệt Nhiệt lượng này, theo

hệ thống làm mát khép kín (để tránh tia phóng

xạ rò rỉ ra ngoài) qua các máy trao đổi nhiệt, đun sôi nước , tạo ra

hơi nước ở áp suất cao làm quay các turbine hơi nước, và do đó quay máy phát điện, sinh ra điện năng.

1.4.Máy phát điện bằng sức gió

Tuốc bin gió là máy dùng để biến đổi động năng của gió thành cơ năng năng lượng này biến đổi tiếp thành điện năng

1.5.Nhà máy điện thuỷ triều:

Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là

lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều Hiện nay một số nơi trên thế giới đã triển khai hệ thống

máy phát điện sử dụng năng lượng thuỷ triều.

Triều cường và triều xuống tại vịnh

Fundy

1.6.Nhà máy địa nhiệt

năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách

ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành

tinh, từ hoạt động phân hủy phóng xạ của các

khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại bề mặt Trái Đất

2.Pin mặt trời

Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), là thiết bị bán dẫn chứa lượng lớn các diod p-n, duới sự hiện diện của ánh sáng mặt

trời có khả năng tạo ra dòng điện sử dụng được Sự chuyển đổi này gọi là hiệu ứng quang điện

Một tế bào quang điện

Tấm năng lượng mặt trời là thiết bị để thu

nhận năng lượng từ ánh sáng mặt trời Thuật ngữ này

được sử dụng để chỉ chung cả các tấm năng lượng mặt

trời để nung nước nóng (cung cấp nước nóng dùng

trong nhà) hay tấm quang điện (cung cấp điện năng).

Tấm quang điện mặt trời chứa nhiều dãy pin năng lượng

3.Pin quang điện hoá

Pin quang điện hóa là hệ điện hóa có khả năng tích trữ năng lượng mặt trời (quang năng) thành dạng năng lượng hóa học (hóa năng) để tái sử dụng Pin quang hóa có cấu tạo gồm 2 phần

Phần thứ nhất là hệ quang điện phân Phần thứ hai là hệ pin điện hóa thông thường

Các tế bào nhiên liệu

Các tế bào nhiên liệu

biến đổi năng lượng hóa học

của nhiên liệu thí dụ như là

hiđrô trực tiếp thành năng

lượng điện Không giống

như pin hoặc ắc quy, tế bào

nhiên liệu không bị mất điện

và cũng không có khả năng

tích điện Tế bào nhiên liệu

hoạt động liên tục khi nhiên

liệu (hiđrô) và chất ôxi hóa (

ôxy ) được đưa từ ngoài vào.

Một tế bào nhiên liệu có cấu tạo đơn giản bao gồm ba lớp nằm trên nhau Lớp thứ nhất

là điện cực nhiên liệu (cực dương), lớp thứ hai là chất điện phân dẫn ion và lớp thứ

ba là điện cực khí ôxy (cực âm)

Xe Toyota Fine

N sử dụng pin nhiên liệu.

IV Truyền tải điện năng

1 Hệ thống truyền tải được xây dựng nhằm

đáp ứng nhu cầu ban đầu của các công ty điện lực được tổ chức theo ngành dọc, đó là đưa điện năng từ cơ sở phát điện của công

ty điện lực địa phương tới khách hàng của công ty

Giải thích sơ đồ truyền tải điện năng sau: Giải thích sơ đồ truyền tải điện năng sau:

Đến nơi tiêu thụ điện

Tải đến nơi tiêu thụ khác

Phân phối điện năng và truyền tải đi các nơi tiêu thụ là rất cần thiết.

Phân phối điện năng và truyền tảiđi các nơi tiêu thụ là rất cần thiết.

Truyền tải điện năng đi xa nhờ các máy biến áp

Điện được truyền tải đi xa nhờ hệ thống đường dây

V Điện được sử dụng như thế nào?

TẠI SAO ĐIỆN LẠI QUAN

AI SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG

CÔNG VIỆC?

 KỸ THUẬT VIÊN MÁY TÍNH - Các kỹ thuật viên máy tính sử dụng điện hàng ngày Máy tính sử dụng các mạch điện được liên kết với nhau Chúng được gọi là mạch nối tiếp

 KỸ SƯ ĐIỆN KỸ SƯ ĐIỆN – Rất nhiều kỹ sư thiết kế phần

mềm và phần cứng máy tính

AI SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG

CÔNG VIỆC?

THỢ CƠ KHÍ – Thợ cơ khí sử dụng điện khi

họ sử dụng máy móc để sửa chữa xe hơi, xe tải

và các phương tiện máy móc khác

VẬN ĐỘNG VIÊN XE ĐUA – Họ dùng điện mỗi khi khởi động động cơ xe

CÁC NHÀ SINH VẬT HỌC

DÙNG ĐIỆN ĐỂ ĐẾM CÁ

 Tại sao phải đếm số lượng cá?

• Cá đại diện cho sự đa dạng sinh vật của

cuộc sống trên hành tinh này

• Các loài cá, đặc biệt là cá hồi, được sử dụng

trong việc tiêu khiển, ví dụ như câu cá thể thao …

• Cá đóng vai trò là nguồn thực phẩm của loài

Vì khi cá bị nhiễm điện, nó sẽ bị choáng và tê

liệt Con cá phải bất động để các nhà sinh vật học có thể xác định loài, đo chiều dài và cân nặng của nó Ngoài ra, họ phải đưa con cá đó ra khỏi nước để

SỬ DỤNG DÒNG ĐIỆN

ĐỂ ĐẾM CÁ

Các nhà sinh vật học hoang dã của Sở Phụ trách về Cá

và Giải trí của California sử dụng dòng điện có cường

độ nhỏ để đếm cá

1 Nguồn điện – Nhà khoa học đeo trên lưng 1 balô trong đó

chứa nguồn điện.

2 Công tắc - Nhà khoa học bật/tắt công tắc bằng cách ấn nút,

cho dòng điện truyền qua 1 chiếc que vào trong nước

NGUỒN

CÁC BỘ PHẬN CỦA

DÒNG ĐIỆN

điện như là các dây dẫn trong máy tính của bạn

bị tê liệt và choáng Đừng lo! Nó chỉ bị nhiễm một lượng điện vừa phải

để nhà khoa học có thể bắt được nó, nhận diện, đếm và đo đạc Sau đó,

nó sẽ trở lại khoẻ mạnh như thường

NGUỒN

CÔNG TẮC

VẬT TẢI/

ĐIỆN TRỞ

DÂY ĐIỆN / NƯỚC

SỬ DỤNG ĐiỆN NHƯ THẾ NÀO

SỬ DỤNG ĐiỆN NHƯ THẾ NÀO

 Sử dụng năng lượng

tiết kiệm, hiệu quả là

một biện pháp hàng

đầu bảo đảm an ninh

năng lượng quốc gia;

bảo vệ môi trường và

ứng phó với tình trạng

biến đổi khí hậu đang

diễn ra."

SỬ DỤNG ĐiỆN NHƯ THẾ NÀO

SỬ DỤNG ĐiỆN NHƯ THẾ NÀO

 Chỉ số mức tiêu thụ điện

trên đầu người thường

được sử dụng làm chỉ số

đo mức độ phát triển của

một quốc gia Ở các nước

SỬ DỤNG ĐiỆN NHƯ THẾ NÀO

SỬ DỤNG ĐiỆN NHƯ THẾ NÀO

 Phần lớn điện được tạo ra từ máy phát xoay chiều, gọi là

“alternators” trong nhà máy nhiệt, thuỷ điện hoặc hạt nhân với tốc độ 50 hoặc 60 vòng/giây Người ta ưa chuộng loại máy có công suất MW cao hơn vì máy này yêu cầu tiêu thụ năng lượng phụ trợ thấp hơn và chi phí vận hành và bảo trì trên mỗi MW thấp hơn

 Điện phải được tạo ra khi có nhu cầu vì không thể lưu giữ điện Điện tạo ra được truyền tải đến cho người dùng thông qua hệ thống truyền tải và phân phối điện, bao gồm máy biến thế, các đường dây truyền tải và thiết bị điều khiển Tất cả các trạm điện đều có máy biến áp tăng thế làm tăng điện áp lên mức cao hơn trước khi truyền tải Như vậy sẽ

AN TOÀN KHI DÙNG ĐiỆN

 Điện sưởi ấm cho căn nhà, nấu thức ăn và chạy

các thiết bị, nhưng nếu không sử dụng đúng cách, cóthể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng Trên thực tế, lượng điện cần để thắp sáng một bóng đèn nhỏ

15watt có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng nếu

không dùng đúng cách Chúng tôi không nói ra

điều nàyđể dọa, mà là để nhắc nhở quý vị về sức mạnh của năng lượng điện và khuyến cáo quý vị tuyệt đối cẩn trọng khi sử dụng các đồ dùng điện

VI Một số câu nói, mẫu chuyện vui về điện