XIV Всероссийская научная конференция молодых исследователей «Шаг в будущее» Автономный речной буёк Россия, Республика Бурятия, г.Северобайкальск Белоусов. - презентация

1 XIV Всероссийская научная конференция молодых исследователей «Шаг в будущее» Автономный речной буёк Россия, Республика Бурятия, г.Северобайкальск Белоусов Виталий Сергеевич МОУ СОШ 11, 9 а класс Научный руководитель: Бухольцев Сергей Николаевич, учитель физики МОУ СОШ 11 г. Москва 2007 год

2 Цель: создать автономный речной буёк, преобразующий механическую энергию волн в электрическую. Задачи Рассмотреть проблемы речного флота нашего региона; Рассчитать параметры и начертить схему, используя закон ЭМИ; Подобрать материалы и детали, соответствующие данным параметрам Рассмотреть способы установки на мелководье рек и выбрать из них наиболее оптимальные Испытать модель автономного речного буйка.

3 Доставка запасов топлива и продуктов на весь зимний сезон полностью лежит на речном транспорте. Но происходящие в последнее десятилетие природные катаклизмы: наводнения, ранний ледостав, Актуальность. 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.

4 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.

5 Принцип работы буйка основан на использовании явления ЭМИ. i~NФ/t, где Ф=ВS cos α (в нашем случаи cos α= 1, так как ВS) εi=А/q εi= - NФ/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: 1.Подобрать катушку с большим числом витков; 2.Рассчитать характеристику магнита; 3. Большее число колебаний будет создаваться за счет бетонной плиты, которая создает турбулентный водяной поток течением реки. Требование к конструкции согласно закону ЭМИ

6 По нашим расчетам для создания макета автоматического речного буйка нам необходимо использовать 1.Постоянный магнит с В=0,5 Тл, 2.Катушку с S=15 см2, N= 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. Расчет параметров конструкции. Рассчитаем параметры конструкции для U=1,5 В. Постоянный магнит (для модели) без учета знака минус; εi= NВS/t В=εit/NS, где S=πR² εi=1,5В, N= 2000витков, S= 0,15 ·10-2м2, t=1с. В= 1,5В1с/2000витков 0,15 ·10-2м2=0,5Тл.

7 1)корпус 2) неподвижная катушка индуктивности 3) подвижный магнит 4) балансировочная пружина 5) фотореле 6) лампочка 7) штырь 8) бетонная плита Устройство буйка

8 Использование речных буйков, как альтернативных источников тока в весенний, летний и осенний период на реках и озерах. Применение речных буйков как альтернативных источников тока

9 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. Вывод 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.

10 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.