Lý thuyết & Trắc nghiệm Bài 62: Điện gió - Điện mặt trời - Điện hạt nhân - Vật Lí 9
1. Máy phát điện gió
- Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển của Trái Đất.
- Cánh quạt gắn với trục quay của rôto của máy phát điện. Stato là các cuộn dây điện.
Gió thổi truyền cho cánh quạt một cơ năng ⇨ Cánh quạt quay kéo theo rôto ⇨ Rôto và stato biến đổi cơ năng thành điện năng.
2. Pin Mặt Trời
- Pin Mặt Trời là thiết bị giúp chuyển háo trực tiếp năng lượng ánh sáng Mặt Trời thành năng lượng điện (điện năng) dựa trên hiệu ứng quang điện.
- Pin Mặt Trời là những tấm phẳng làm bằng chất silic.
- Nguyên lí hoạt động:
+ Ánh sáng Mặt Trời bao gồm các hạt rất nhỏ gọi là photon được tỏa ra từ Mặt Trời. Khi va chạm với các nguyên tử silic của pin Mặt Trời, những hạt photon truyền năng lượng của chúng tới các electron rời rạc, kích thích làm cho electron bị bật ra khỏi nguyên tử.
+ Pin Mặt Trời dồn các electron rải rác này vào một dòng điện, tạo ra sự mất cân bằng điện trong pin Mặt Trời, có tác dụng để các electron chảy theo cùng một hướng.
+ Chất bán dẫn loại n tích điện dương và chất bán dẫn loại p được tích điện âm.
⇒ Tạo ra nguồn điện.
⇒ - Những pin Mặt Trời nhỏ được đặt trong các đồng hồ đeo tay hay máy tính bỏ túi, laptop... Những pin Mặt Trời lớn thường có kèm theo một acquy. Ban ngày pin Mặt Trời nạp điện cho acquy để ban đêm sử dụng.
3. Nhà máy điện hạt nhân
Nhà máy điện hạt nhân hay nhà máy điện nguyên tử là một hệ thống thiết bị điều khiển kiểm soát phản ứng hạt nhân dây chuyền ở trạng thái dừng nhằm sản sinh ra năng lượng dưới dạng nhiệt năng, sau đó năng lượng nhiệt này được các chất tải nhiệt trong lò (nước, khí, kim loại lỏng... ) truyền tới thiết bị sinh điện năng như tuabin để sản xuất điện năng.
Hình ảnh một số nhà máy điện hạt nhân:
Sơ đồ một nhà máy điện hạt nhân:
- Cấu tạo:
+ Lò phản ứng gồm nhiên liệu như uradium, plutonium...
+ Nồi hơi: Tạo ra hơi nước.
+ Tuabin
+ Các máy bơm: Máy bơm tuần hoàn, máy bơm tiếp tế...
+ Máy phát điện gồm stato và rô to.
+ Biến áp
+ Tháp làm lạnh
+ Lớp vỏ bọc: Tường bảo vệ
- Nguyên lí hoạt động:
Thông thường để đảm bảo an toàn, trong nhà máy điện hạt nhân sử dụng 2 đến 3 vòng truyền nhiệt để truyền nhiệt năng từ tâm lò phản ứng đến bộ phận tạo hơi.
+ Vòng truyền nhiệt sơ cấp: Chất dẫn nhiệt được bơm vào vùng phản ứng, nhận năng lượng sinh ra từ phản ứng dây chuyền. Chất tải nhiệt vòng sơ cấp được giữ ở trạng thái lỏng dưới áp suất cao, mang nhiệt từ lò hạt nhân tới thiết bị sinh hơi, tại đây diễn ra trao đổi nhiệt với vòng thứ cấp.
+ Vòng truyền nhiệt thứ cấp: Chất dẫn nhiệt được bơm vào vùng trao đổi nhiệt với vòng truyền nhiệt thứ nhất, nhận nhiệt năng đem đến bộ phận tạo hơi nước làm quay tuabin.
- Nhà máy điện hạt nhân có thể cho công suất rất lớn và tốn ít nhiên liệu, nhưng nhà máy cần có thiết bị bảo vệ rất cẩn thận để ngăn các tia phóng xạ có thể gây nguy hiểm chết người.
Phóng xạ hạt nhân gây ung thư cho con người, nhiễm vào động vật, các loại cây cối
B. Trắc nghiệm & Tự luận
Câu 1: Trong máy phát điện gió, dạng năng lượng nào đã được chuyển hóa thành điện năng?
A. Cơ năng
B. Nhiệt năng
C. Hóa năng
D. Quang năng
Đáp án đúng là: A
Giải thích: Cơ năng đã được chuyển hóa thành điện năng
Câu 2: Điểm nào sau đây không phải là ưu điểm của điện gió?
A. Không gây ô nhiễm môi trường.
B. Không tốn nhiên liệu.
C. Thiết bị gọn nhẹ.
D. Có công suất rất lớn.
Đáp án đúng là: C
Giải thích: Thiết bị gọn nhẹ không phải là ưu điểm của điện gió
Câu 3: Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy điện hạt nhân là:
A. năng lượng hạt nhân – cơ năng – điện năng.
B. năng lượng hạt nhân – cơ năng – nhiệt năng – điện năng.
C. năng lượng hạt nhân – thế năng – điện năng.
D. năng lượng hạt nhân – nhiệt năng – cơ năng – điện năng.
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy điện hạt nhân là năng lượng hạt nhân – nhiệt năng – cơ năng – điện năng
Câu 4: Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy điện gió là:
A. năng lượng gió – cơ năng – điện năng.
B. năng lượng gió – nhiệt năng – cơ năng – điện năng.
C. năng lượng gió – hóa năng - cơ năng – điện năng.
D. năng lượng gió – quang năng – điện năng.
Đáp án đúng là: A
Giải thích: Quá trình chuyển hóa năng lượng trong nhà máy điện gió là năng lượng gió – cơ năng – điện năng
Câu 5: Nguồn phát điện gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất là:
A. nhà máy phát điện gió
B. pin mặt trời
C. nhà máy thủy điện
D. nhà máy nhiệt điện
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Nguồn phát điện gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất là nhà máy nhiệt điện
Câu 6: Trong các nhà máy phát điện, nhà máy phát điện nào có công suất phát điện không ổn định nhất?
A. Nhà máy nhiệt điện đốt than
B. Nhà máy điện gió
C. Nhà máy điện nguyên tử
D. Nhà máy thủy điện
Đáp án đúng là: D
Giải thích: Trong các nhà máy phát điện, nhà máy thủy điện có công suất phát điện không ổn định nhất.
Câu 7: Trong pin mặt trời có sự chuyển hóa:
A. Quang năng thành điện năng.
B. Nhiệt năng thành điện năng.
C. Quang năng thành nhiệt năng.
D. Nhiệt năng thành cơ năng.
Đáp án đúng là: A
Giải thích: Trong pin mặt trời có sự chuyển hóa quang năng thành điện năng
Câu 8: Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp có gì khác với dòng điện do máy phát điện gió cung cấp?
A. Pin Mặt Trời có công suất lớn hơn máy phát điện gió.
B. Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp là dòng một chiều, còn do máy phát điện gió cung cấp là dòng xoay chiều.
C. Pin Mặt Trời do dòng điện liên tục, còn mát phát điện gió cho dòng điện đứt quãng.
D. Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp là dòng xoay chiều, còn do máy phát điện gió cung cấp là dòng một chiều biến đổi.
Đáp án đúng là: B
Giải thích: Dòng điện do pin Mặt Trời cung cấp là dòng một chiều, còn do máy phát điện gió là xoay chiều
Câu 9: Ánh sáng Mặt Trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất 1,4 kW. Hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%. Hãy tính xem cần phải làm các tấm pin Mặt Trời có diện tích tổng cộng là bao nhiêu để cung cấp điện cho một trường học sử dụng 20 bóng đèn 100W và 10 quạt điện 75W.
A. 0,196 m2
B. 19,6 m2
C. 29,6 m2
D. 9,6 m2
Đáp án đúng là: B
Cách tính:
- Công suất sử dụng tổng cộng của trường học là: 20.100 +10.75 = 2750W.
- Vì hiệu suất của tấm pin Mặt Trời là 10 % nên công suất của ánh sáng Mặt Trời cần cung cấp cho pin Mặt Trời là: 2750.10 = 27500 W.
- Diện tích tấm pin Mặt Trời cần sử dụng là:
Câu 10: Những ngày trời năng không có mây, bề mặt có diện tích 1m2 của tấm pin Mặt Trời để ngoài nắng nhận được một năng lượng Mặt Trời 1400J trong 1s. Hỏi cần phủ lên mái nhà một tấm pin Mặt Trời có diện tích tối thiểu là bao nhiêu để có đủ điện thắp sáng hai bóng đèn có công suất 100W, một tivi có công suất 175W. Biết rằng hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%.
Công suất tiêu thụ: 2.100 + 175 = 375 W.
Công suất ánh sáng mặt trời cần thiết cung cấp cho pin mặt trời: 375.10 = 3750 W
Diện tích tấm pin mặt trời cần thiết: