Презентация на тему: Автономный речной буёк
XIV Всероссийская научная конференция молодых исследователей «Шаг в будущее»Автономный речной буёкРоссия, Республика Бурятия, г.СеверобайкальскБелоусов Виталий СергеевичМОУ СОШ №11, 9 а класс Научный руководитель: Бухольцев Сергей Николаевич, учитель физики МОУ СОШ №11 г. Москва2007 год
Цель: создать автономный речной буёк, преобразующий механическую энергию волн в электрическую.
Актуальность. Доставка запасов топлива и продуктов на весь зимний сезон полностью лежит на речном транспорте. Но происходящие в последнее десятилетие природные катаклизмы: наводнения, ранний ледостав,обильные осадки, засуха и т. д., приводят к тому, что русло реки ежегодно меняется, поэтому возникает проблема попадания кораблей на мель. Чтобы избежать этого необходимо корректировать фарватер, пригодный для прохождения речных судов и в кратчайшие сроки устанавливать на мелководье буи. Но эксплуатация стандартных буев неэкономична и затрудняется труднодоступностью.
Решение проблемы: проект автономного речного буя, который работает за счет энергии речных волн. На территории нашего края такие устройства можно использовать на таких крупных судоходных реках как Селенга, Ангара, а также на озере Байкал.
Требование к конструкции согласно закону ЭМИ Принцип работы буйка основан на использовании явления ЭМИ.i~N∆Ф/∆t, где ∆Ф=ВS cos α (в нашем случаи cos α= 1, так как В┴S)εi=А/qεi= - N∆Ф/∆t.Чтобы получить напряжение для питания буйка необходимо решить три основных задачи:1.Увеличить число витков у катушки; 2.Найти подходящий постоянный магнит; 3.Увеличить скорость изменения магнитного потока за счет увеличения числа колебаний постоянного магнита расположенного внутри неподвижной катушки.Решение задач:Подобрать катушку с большим числом витков;Рассчитать характеристику магнита; 3. Большее число колебаний будет создаваться за счет бетонной плиты, которая создает турбулентный водяной поток течением реки.
Расчет параметров конструкции.Рассчитаем параметры конструкции для U=1,5 В. Постоянный магнит (для модели) без учета знака минус; εi= NВS/∆tВ=εi∆t/NS , где S=πR²εi=1,5В, N= 2000витков, S= 0,15 ·10-2м2, ∆t=1с.В= 1,5В∙1с/2000витков∙ 0,15 ·10-2м2=0,5Тл.По нашим расчетам для создания макета автоматического речного буйка нам необходимо использоватьПостоянный магнит с В=0,5 Тл, Катушку с S=15 см2, N=2000. В качестве сигнальной лампы используем полупроводниковый диод, рассчитанный на напряжение U=1,5 В. 4. Все это монтируем в корпус из легкого и прочного материала (пенопласт) для увеличения плавучести и надежности.
Устройство буйкакорпус 2) неподвижная катушка индуктивности 3) подвижный магнит 4) балансировочная пружина 5) фотореле 6) лампочка 7) штырь 8) бетонная плита
Применение речных буйков как альтернативных источников токаИспользование речных буйков, как альтернативных источников тока в весенний, летний и осенний период на реках и озерах.
Вывод В процессе создания модели автономного речного буйка мы использовали подручные материалы. Полученная конструкция имеет такие положительные качества как: автономная работа, надежность и экономичность. Практическое применение данная разработка может найти на реках с постоянным течением, а также на крупных водохранилищах. В нашей местности такие буйки мы предлагаем использовать на реках Кичера, Ангара и в порту оз.Байкал.Данная система может использоваться как альтернативный источник электрической энергии в период с весны по осень, для снабжения переменным током летние детские лагеря, расположенные на берегах рек и озер, дачные участки, небольшие населенные пункты и т. д.
Список литературы 1.Г.Я.Мякишев и Б.Б. Буховцев (Физика 11 кл), издательство «Просвещение», 1991г.2. М.А.Галагузова, Д.М.Комский (Первые шаги в электротехнику), Москва «Просвещение», 1988г.3. А.В.Конин (справочник по физике), Москва, «Просвещение», 1998 г.4. Ю.А.Сауров (Электродинамика), Москва «Просвещение», 1992г.5. К.Окслед и др. (справочник по физике), Москва «Росмен», 1997г.
