VY_52_INOVACE_2NOV58 Autor: Mgr. Jakub Novák Datum: 27. 2. 2013 Ročník: 9. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Elektromagnetické a světelné děje Téma: Solární robot Metodický list: Při práci s výukovou stavebnicí Solární robot 6v1 se žáci seznámí s fotodiodou jako zdrojem elektrické energie a elektromotorem, které jsou součástí stavebnice. Poznají možné výhody a nevýhody solárního pohonu. Laboratorní práce odpovídá jedné nebo dvěma vyučovacím hodinám. Žáci pracují ve skupinách po dvou. Použité pomůcky tvoří výuková stavebnice Solární robot 6v1, voltmetr a stolní lampa nebo jiný silný přenosný zdroj světla. Výuka probíhá frontálně za dodržení všech bezpečnostních zásad podle přiloženého pracovního postupu. Žáci průběžně s pomocí vyučujícího vyplňují přiložený pracovní list, který odevzdají ke kontrole na konci. Během první vyučovací hodiny žáci otestují a zhodnotí funkci solárního robota v jednom z možných uspořádání (kroužící letadélko). V průběhu případné druhé vyučovací hodiny žáci vyzkouší podle kresleného návodu, který je součástí stavebnice, sestavit ostatní možná uspořádání robota. Nejprve si žáci v části zvané příprava připomenou polovodičovou součástku fotodioda. Pracovní postup: Žáci nejprve vyzkoušejí funkci solárního panelu tvořeného fotodiodou tak, že měří elektrické napětí, které vytváří při různém osvětlení. Pak sestaví model kroužícího letadélka a vyzkouší jeho funkčnost opět v závislosti na osvětlení. Výsledky pokusů zaznamenají do pracovních listů. Na závěr se žáci zamyslí nad možnými výhodami a nevýhodami solárního pohonu a pokusí se zdůvodnit, proč se solární pohon dopravních prostředků v praxi nepoužívá. Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.
LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: Datum: ZŠ Schulzovy sady Zadání: Příprava: Pomocí stavebnice Solární robot sestavte model kroužícího solárního letadla a ověř jeho činnost. Stavebnice Solární robot obsahuje solární panel jako zdroj elektrické energie a elektromotor sloužící k pohonu robota. Jaká polovodičová součástka zajišťuje v solárním panelu přeměnu světelné energie na elektrickou?.. Pomůcky: Stavebnice Solární robot, voltmetr, stolní lampa. Provedení: Nejprve voltmetrem změř elektrické napětí, které vytváří solární panel a to postupně: pokud je zacloněný a nedopadá na něj světlo, dopadá-li na něj přirozené světlo v učebně a nakonec je-li zblízka osvětlen stolní lampou. Pak podle návodu, který je součástí stavebnice, sestav model kroužícího solárního letadla. Vyzkoušej jeho funkci jak při přirozeném osvětlení, tak při osvětlení stolní lampou. Také vyzkoušej vliv vzdálenosti lampy na funkčnost solárního letadla. Napětí solárního panelu: Zacloněný Přirozené osvětlení Osvětlení stolní lampou Funkčnost modelu: Při přirozeném osvětlení světlem v učebně model... Při osvětlení stolní lampou model.........
Zamysli se a zkus odpovědět na následující otázky: Jaké jsou výhody solárního pohonu? Jaké jsou nevýhody solárního pohonu? Proč se solární pohon dopravních prostředků v praxi nepoužívá?
LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: Datum: ZŠ Schulzovy sady Zadání: Příprava: Pomocí stavebnice Solární robot sestavte model kroužícího solárního letadla a ověř jeho činnost. Stavebnice Solární robot obsahuje solární panel jako zdroj elektrické energie a elektromotor sloužící k pohonu robota. Jaká polovodičová součástka zajišťuje v solárním panelu přeměnu světelné energie na elektrickou? Fotodioda Pomůcky: Stavebnice Solární robot, voltmetr, stolní lampa. Provedení: Nejprve voltmetrem změř elektrické napětí, které vytváří solární panel a to postupně: pokud je zacloněný a nedopadá na něj světlo, dopadá-li na něj přirozené světlo v učebně a nakonec je-li zblízka osvětlen stolní lampou. Pak podle návodu, který je součástí stavebnice, sestav model kroužícího solárního letadla. Vyzkoušej jeho funkci jak při přirozeném osvětlení, tak při osvětlení stolní lampou. Také vyzkoušej vliv vzdálenosti lampy na funkčnost solárního letadla. Napětí solárního panelu: Zacloněný Přirozené osvětlení Osvětlení stolní lampou U = 0 mv U = 650 mv U = 1 130 mv Funkčnost modelu: Při přirozeném osvětlení světlem v učebně model nepracoval. Při osvětlení stolní lampou model pracoval, letadélko kroužilo tím rychleji, čím intenzivnější bylo jeho osvětlení.
Zamysli se a zkus odpovědět na následující otázky: Jaké jsou výhody solárního pohonu? Nepotřebuje ke své činnosti žádné palivo. Neznečišťuje svým provozem životní prostředí. Jeho provoz je levný. Jaké jsou nevýhody solárního pohonu? Je závislý na denní době a ročním období. Plocha, kterou vytváří povrch osobního automobilu, je příliš malá pro potřebný výkon. Solární panely jsou drahé. Proč se solární pohon dopravních prostředků v praxi nepoužívá? Tento druh pohonu by byl vhodný pouze do některých oblastí (velký podíl slunečných dnů v roce), není dostatečně spolehlivý, jeho cena je příliš vysoká. Pro spolehlivou činnost by musel být doplněn bateriemi, které by při stání automobilu na světle ukládaly dostatečnou zásobu energie. Tyto baterie by ovšem neúměrně zvyšovaly hmotnost i cenu automobilu.