Hur fungerar vindkraft ?

https://sv.wikipedia.org/wiki/Vindkraft

Prov i energi

Prov, klicka på länken ! Password: mattestaffan

Provbetyg
E: 40 %
D: 55 %
C: 70 %
B: 85 %
A: 95 %

Efter Quiz så arbetar du med frågan:

       

• Sveriges statsminister har kontaktat dig för att få råd i energifrågor. Han undrar om det är bra att vi satsar pengar på att bygga ut vindkraften och vad som är viktigt att tänka på. Han undrar också över hur vi kan få fram elektrisk energi ur vindkraftverken och hur vi ska få den till användarna ?

        Exempel på stödord: Klimat, växthuseffekt, generator, transformator, högspänning, 

        solen, luftens rörelseenergi, energiomvandlingar, 

• Ge ett svar till statsministern där du motiverar och förklarar i text, bild och vid behov muntligt. 

Provbetyg :
E: Du kan beskriva någon fördel och någon nackdel med vindkraften.
    Du kan på ett enkelt sätt beskriva hur elektricitet bildas med hjälp av ett vindkraftverk

C: Du kan beskriva flera för och nackdelar med vindkraften. Du kan använda flera av stödorden och sätta in dem i ett sammanhang som visar på förståelse. Du kan till stor del beskriva hur en generator och transformator fungerar.

A: Du kan beskriva flera för och nackdelar med vindkraften och komma fram till en egen välgrundad åsikt. Du kan använda alla stödorden och sätta in dem i ett sammanhang som visar på förståelse. Du kan utförligt beskriva hur en generator och transformator fungerar och beskriva de energiomvandlingar som sker från sol till vägguttag.

Transformator

Länk till blogginlägg om transformatorn, klicka här !

How stuff works, klicka här !

Elektrisk energi

Men först repetition i ett Kahoot, klicka här !

Målen med det här arbetsområdet är att du får möjligheter att utveckla

• Kunskaper inom elektrisk energi och effekt.
• Förståelse för begreppet induktion.
• Förståelse för hur en generator fungerar.
• Förståelse för hur en transformator fungerar.

Varifrån får vi vår elektriska energi?

Kort film om elektrisk energi, klicka på länken!

Elektrisk effekt och energianvändning

En hårfön har effekten 1800 Watt. Hur mycket elektrisk energi använder du under ett år ?

När du beräknar hur mycket elektrisk energi som används så måste du veta två saker:
1 ) Vilken effekt har apparaten ? Effekten ska skrivas i kW. T.ex 1500 W = 1,5 kW
2 ) Hur lång tid har apparaten använts ? Tiden ska skrivas i timmar ( h )

Energi = Effekt ( kW )  X Tid ( h )

Exempel

Hur mycket elektrisk energi använder du när du fönar håret varje morgon under ett år ?
1 ) Hårfönens effekt är 1800 W = 1,8 kW
2 ) Du fönar håret fem minuter varje morgon. 365 dagar är 1 år. 365 x 5 minuter blir ungefär 30 timmar på ett år. 30 h

Elektrisk energi = 1,8 kW x 30 h = 54 kWh

Övning

1 ) En tvättmaskin har effekten 2000 W. 

Hur mycket elektrisk energi använder den på en timma? 1,5 h ?

Vad kostar en kilowattimma ( kWh ) ?

Vad kostar det att tvätta kläderna i tvättmaskinen ?




2 ) En speldator har en effekt på cirka 350 W. Hur mycket elektrisk energi använder du:
 a ) under en vecka
 b) under en månad
 c ) under ett år

 Hur stor blir kostnaden under ett år ?

3 ) En Tv har effekten 10 W i standbyläge. Hur mycket energi förbrukar vi i onödan på grund av standbyläge? I Hjo? I Sverige?

4 ) Vad kostar det att ladda en mobiltelefon ?

Hur mycket el använder du ?, klicka på länken. Scrolla ned till hemelektronik.

Tabell: Samma ljusstyrka jämförs med effektbehov

Glödlampa	LED
12W	1,5W
25W	3W
40W	4,5W
60W	7W
75W	8,5W
90W	10W
100W	11W

Om ett hushåll byter ut 20 st vanliga 40 W glödlampor mot Ledlampor. Hur många kWh el sparar man under 1 år ?

Ex. Ett mindre samhälle består av 4000 st hushåll ( lägenheter och villor ). Du arbetar som energirådgivare och blir tillfrågad om besparingen att gå över till ledlampor. Vilket svar kommer du att presentera ?

( Hämtat från Hjo energis hemsida )

Var kan jag få oberoende rådgivning om tillgängliga energieffektivitetsåtgärder?

I varje kommun finns det en energi- och klimatrådgivare. Du kan ringa eller mejla till din kommun för att få kontakt med rådgivaren. Inriktningen på rådgivningen är opartisk, kostnadsfri samt teknikneutral.

Energi- och klimatrådgivning i Hjo kommun:

http://www.hjo.se/Startsida/Bygga-bo-och-miljo/Energi/Energi--och-klimatradgivning1/

Ex. Hjo Energi byter just nu ut gatubelysningen . Ta kontakt med Hjo Energi och be om information om varför de genomför bytet just nu, vilka lampor monteras istället. Genomför om möjligt beräkningar på hur mycket de eventuellt sparar på bytet.

Tänk på att redovisa beräkningar. Använd enheter korrekt. 

Fundera mera

Två personer som väger lika mycket springer uppför en trappa.
Den ena springer på 20 sekunder och den andra på 25 sekunder.



Vem utför störst arbete ? 

Vem utvecklar störst effekt ?

Vi går vidare till blogginlägget den 16:e april 2015. Växthuseffekt.

Prov tisdag 17:e november

Laboration

Länk till simuleringsövning, klicka här !

Laboration effekt

Laboration Effekt



Repetition av begreppet arbete

Mekanikens gyllene regel

Effekt är arbete delat på tid

Arbete  ( Nm ) / Tid ( s ) = Effekt ( Watt )  ( W )




Hur tar jag reda på arbetet som krävs upp till andra våning?

F= min tyngd ( 100 kg har tyngden 1000 N )

Sträckan= kortaste sträckan är rakt upp ( ca 3 meter )

Arbete är samma som kraft gånger sträcka vilket i mitt fall blir 3000 Nm.

Mekanikens gyllene regel säger att arbetet upp till andra våningen är lika stort oavsett vilken väg vi väljer. Springer vi den långa vägen så är arbetet samma som om vi kunde springa rakt upp den korta vägen.

Effekt är hur snabbt jag kan utföra arbetet. I mitt fall kanske jag kan springa upp till andra våningen på 5 sekunder.



Min effekt blir då 3000 Nm delat på 5 sekunder.

600 Nm/sekund är samma som 600 Watt.



Arbeta gruppvis och genomför mätningar och uträkningar. Det räcker om någon i gruppen springer.
Redovisa era svar i kommentarsfältet.

Mekanikens gyllene regel

Vårt uppdrag var att undersöka om mekanikens gyllene regel stämmer.

Mekanikens gyllene regel säger att samma arbete kan utföras på olika sätt. 

• En kort sträcka tillsammans med en stor kraft
• En lång sträcka med en liten kraft

F betyder force och är kraften som krävs att flytta på vagnen. Kraft mäts i enheten Newton och förkortas N.

Arbete är kraft multiplicerat med sträcka. Sträcka mäts i meter.

                                                                s x F = S x F

I vår laboration fick ni dra upp en lastad vagn ( 100 g ) till höjden 20 cm.

Ni valda olika sträckor upp till höjden.

Lika stort arbete behövs för att ta sig upp till höjden 20 cm.

Vi kan välja att utföra arbetet med kort sträck och stor kraft eller lång sträcka och liten kraft.

Vi beräknade arbetet för kort sträcka. Medelvärdet blev 0,42 Newtonmeter  ( 0,42 Nm )

Vi beräknade arbetet för lång sträcka. Medelvärdet blev 0,42 Newtonmeter ( 0,42 Nm )

Slutsats: Samma arbete ( 0,42 Nm ) kan utföras med kort sträcka och mer kraft eller lång sträcka och mindre kraft

Arbete

Mål:

• Kunna förklara vad man menar med begreppen arbete och effekt
• Känna till enheter inom energi, arbete och effekt
• Kunna förklara och med beräkningar visa på mekanikens gyllene regel

Arbete: Kraft och sträcka ska vara riktade åt samma håll. Multiplicera kraft med sträcka.

Är detta ett arbete?

• Jag bär min väska

• Jag lyfter min väska

Vem utför störst arbete?

Vi prövar med en laboration.

Ni ska undersöka om mekanikens gyllene regel stämmer.

Ni ska dra en vagn lastad med 100 gram upp till en höjd av 20 cm. ( Mät med linjal )

OBS ! vad är skillnaden mellan sträcka och höjd ?

Ni väljer olika sträckor och noterar vilken kraft som krävs för varje sträcka.

( Längden på sträckan upp till höjden )

Multiplicera Kraft ( Newton )  och sträcka ( meter ).

Exempel: Vi drar med en kraft på 5 Newton. Sträckan upp till höjden är 0,50 m

Arbetet blir då: 5 N  x   0,50 m = 2,50 Nm  ( Newtonmeter )

Skriv in era mätresultat på tavlan i den tabell som jag har förberett.

Hypotes : När vi drar vagnen en lång sträcka så behöver vi en ............ kraft  ( stor, liten )

             

               När vi drar vagnen en kort sträcka så behöver vi en .......... kraft ( stor, liten )

               Det krävs ............. ( mer, mindre, samma ) arbete om vi tar en lång sträcka 

               jämfört med en kort sträcka

Resultat:

Slutsats:

Generator

Energi introduktion

Centralt innehåll

• Olika Energiformer och energiomvandlingar
• Energiprincipen 
• Arbete och effekt
• Mekanikens gyllene regel
• Hävstång
• Energikvalitet och energikällor

Olika sorters energi

• Solenergi
• Kemisk energi
• Rörelseenergi
• Lägesenergi
• Elektrisk energi
• Ljudenergi
• Ljusenergi
• Elastisk energi
• Värmeenergi

Energi har olika enheter: Newtonmeter ( Nm ) , Joule ( J ) 

Olika exempel på vad energimängden 1 joule ( 1 J ) kan göra.

Källa: Wikipedia

• energin som krävs för att lyfta ett litet äpple (102 g) en meter rakt upp.
• energin som frigörs när samma äpple faller en meter tillbaka till marken.
• energin som frigörs som värme från en människa i vila varje sextiondedel av en sekund (1/60 s).
• rörelseenergin hos en människa som väger 50 kg och rör sig långsamt (0,2 m/s).
• rörelseenergin hos en tennisboll som rör sig med en hastighet av 23 km/h.^[2]

Energiomvandlingar

Energiprincipen: Energi kan inte förbrukas eller skapas, bara omvandlas till andra energiformer

 Några konkreta exempel.

• Studsboll har lägesenergi som omvandlas till rörelseenergi
• Ballong har elastisk energi som omvandlas till rörelseenergi
• Värmeljus har kemisk energi som omvandlas till ljus och värmeenergi

Övning i grupp: 

Memory med energiformer som ska paras ihop med en beskrivning. Spelas i grupper om 2-3.

Vi studerar hur en generator fungerar, klicka här

Uppgift: Parvis arbete. Rita och beskriv med egna ord hur en generator fungerar.Vilka energiomvandlingar sker i generatorn? Publicera svaret i kommentarsfältet. 

Vad är energi? Klicka på länken

Egen utvärdering

Vad kan jag om energi ?

Energiformer

1. Kan nämna några energiformer och beskriva dem på ett enkelt sätt
2. Kan nämna de flesta energiformerna och kan beskriva samband mellan flera av dem
3. Kan nämna energiformerna med säkerhet och med hjälp av fysikens språk och begrepp beskriva samband mellan dem

Generatorn

1. Kan göra en enkel skiss och beskriva några delar av den
2. Kan göra en utförliga skiss med förklarande text till flera delar samt beskriva några energiomvandlingar.
3. Kan göra en en utförlig skiss med utförliga förklaringar till alla delar samt beskriva de energiomvandlingar som sker.

Energi

Stödord: förmåga, arbete, skapas inte, omvandlas, låg kvalitet, kWh

1. Kan med hjälp av stödorden ge en enkel beskrivning av begreppet energi
2. Kan med hjälp av de flesta stödorden ge en utförlig beskrivning av begreppet energi
3. Kan använda alla stödorden och sätta in dem i ett sammanhang som visar på god förståelse av begreppet