XXIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Мой первый электромобиль

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Столяров А.О. 1

---

1МБОУ "Маганская СОШ"

Швецова Н.А. 1

---

1МБОУ "Маганская СОШ"

Работа в формате PDF

418.2 KB

I. Введение

В условиях глобального изменения климата и растущих экологических проблем, связанных с использованием традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, электромобили (ЭМ) становятся популярным и семейным решением, обеспечивающим устойчивое транспортное движение. 

«Электромобиль — это не просто машина, это еще и способ помочь нашей планете», рассказывала нам учитель на одном из дополнительных занятий. Меня очень заинтересовала эта тема, чем же так отличается электромобиль от автомобиля, который потребляет топливо.

Проблематика исследования. В условиях стремительной урбанизации и глобального изменения климата транспортный сектор становится одним из главных источников экологической угрозы. Традиционные автомобили не только истощают запасы невозобновляемых ископаемых ресурсов, но и создают постоянный шумовой фон, снижающий качество жизни в мегаполисах. В связи с этим поиск альтернативных способов передвижения перестает быть просто технологическим вызовом и превращается в насущную необходимость для сохранения здоровья населения и биосферы планеты.

Объектомисследования является электромобиль.

Предмет – история появления электромобилей, преимущество электромобилей.

Цель работы - изучение особенностей использования электромобиля и понимание, как он помогает делать мир лучше, а также как он вписывается в жизнь обычного человека и его семьи. 

Для достижения этой цели мне необходимо выполнить следующие задачи:

1. Изучить литературу по теме

2. Узнать историю возникновения электромобилей

3. Сравнить электромобиль и автомобиль с двигателем внутреннего сгорания

4. Провести опрос одноклассников «Что вы знаете о электромобиле?»

5. Проанализировать результаты исследований

6. Сделать свой первый электромобиль

Методы исследования:

1. Наблюдение: пронаблюдать за электромобилями, когда они проезжают мимо, и записать, какие они бывают: размер, цвет, марки. Обратить внимание на зарядные станции и их расположение в нашем городе.

2. Чтение и изучение материалов: Прочитаю книги и статьи о электромобилях. В Интернете найду информацию о том, как они работают, откуда получают электроэнергию и какие у них преимущества.

3. Сравнение: Сравню электромобиль с обычным автомобилем. В чем их отличия и преимущества электромобиля.

4. Опрос: Провести небольшой опрос среди друзей и одноклассников, чтобы узнать, знают ли они о электромобилях, и что они думают о них.

Актуальность:

Использование электромобилей становится все более важным, так как мы сталкиваемся с такими проблемами, как загрязнение воздуха и изменение климата. Важно понимать, как новые технологии могут помочь решить эти проблемы. Электромобили – это один из шагов к более чистому и безопасному миру. Исследование моего опыта в использовании электромобиля поможет показать, как такие машины могут улучшить нашу жизнь и окружающую среду.

Степень изученности проблемы. Тема электромобильности находится в центре внимания мирового научного сообщества уже несколько десятилетий. Фундаментальные вопросы истории развития электрического транспорта детально раскрыты в классических трудах по истории автомобилестроения, например, в работах К. Бэзила «История автомобиля», где прослеживается эволюция от первых экспериментальных повозок XIX века до современных технологий. Техническим аспектам функционирования тяговых аккумуляторных батарей, электродвигателей и систем рекуперации энергии посвящены специализированные инженерные издания, такие как справочник под редакцией А.М. Михайлова «Электротранспорт: компоненты и системы управления». Вопросы доступности инфраструктуры в малых и средних городах России, а также образовательный потенциал создания простейших моделей ЭМ остаются малоизученными в школьной научно-практической деятельности.

Ожидаемые результаты:

Узнать, как электромобили работают и чем они отличаются от обычных машин. Это поможет мне понять их технологии и преимущества. Составить список плюсов и минусов электромобилей. Это может быть полезно для других, кто подумает о переходе на электромобили в будущем. Узнать, как электромобили могут помочь уменьшить загрязнение воздуха и повлиять на здоровье людей. Это важно для понимания их роли в защите окружающей среды, понять, как мои друзья и одноклассники относятся к электромобилям, и есть ли у них склонность выбирать такие автомобили в будущем.

Я решил подойти к этой работе не как взрослый ученый с графиками, а по-своему. Мне захотелось узнать всё на собственном опыте и рассказать об этом так, чтобы было понятно мне и моим друзьям.

Я думаю, что самое новое в моей работе то, что я ничего не вычитал в одной скучной книге. Я смешал всё сразу: немного истории из учебника, свои расчеты того, что выгоднее для семьи, опрос друзей-мальчишек и девчонок и настоящую инженерную работу, когда паяешь провода. Взрослые пишут диссертации, а я просто собрал машинку и спросил мнение своих ровесников. Надеюсь, мой опыт поможет понять, что экология — это дело каждого, даже четвероклассника.

II. Основная часть

5. История создания Электромобиля

История создания электромобилей насчитывает более двухсот лет и полна интересных событий и развития технологий.

Первым человекообитаемым электромобилем считается небольшая модель, созданная шотландским инженером Робертом Д. в 1837 году. Он использовал небольшие электрические двигатели для приведения в движение своей повозки. В том же веке другие изобретатели, такие как Гастон П. и Адам Н., также экспериментировали с электрическими транспортными средствами.

К 1890-м годам электрические автомобили начали набирать популярность, особенно в городах. У таких машин были значительные преимущества, такие как отсутствие выхлопных газов и низкий уровень шума. Одним из самых известных электромобилей в это время был "Flocken Elektrowagen", созданный в Германии в 1889 году.

Рис. 1

В США, в 1890-х годах, электромобили стали популярными среди обеспеченных горожан. К этому времени было создано множество электромобилей, использующих свинцовые аккумуляторы. На пике популярности в 1900 году около 38% зарегистрированных автомобилей в США были электромобилями.

С ростом популярности бензиновых автомобилей, в частности благодаря модели Ford Model T, электрические автомобили начали терять свою привлекательность. Они страдали от ограниченного запаса хода, долгого времени зарядки и недостатка инфраструктуры для подзарядки.

На протяжении большей части XX века электромобили находились на заднем плане, и только в последние десятилетия экспериментальная разработка и исследования в области накопителей энергии привели к новому интересу к этой технологии.

С 1990-х годов интерес к электромобилям постепенно возродился. В 1996 году компания General Motors выпустила электромобиль EV1, который стал культовым, но производство было прекращено из-за низкого спроса и ограничения по технологии.

Однако с начала 2000-х годов начали появляться новые модели электромобилей, такие как Toyota Prius (гибридный) и, затем, Tesla Roadster в 2008 году, который произвел революцию в электромобильной индустрии. Tesla привнесла в мир электромобилей большую дальность хода и мощность, что стало важным шагом для привлечения массового интереса.[5]

На сегодняшний день электромобили становятся все более популярными, особенно в контексте глобальных усилий по снижению уровня загрязнения и борьбы с изменением климата. Многие автопроизводители, такие как Volkswagen, Nissan, BMW и Ford, активно развивают свои линейки электромобилей. Правительства многих стран также предлагают субсидии и налоговые льготы для стимулирования перехода на экологически чистые технологии.[3]

Таким образом, история электромобилей — это история инноваций и трансформаций, и, вероятно, нас ожидает еще много интересного в этой области в будущем.

2. Сравнение характеристик электромобиля и автомобиля с двигателем внутреннего сгорания

1. Энергия и топливо

- Электромобиль: Работает на электричестве. Он заряжается от электрической сети, и для этого нужны специальные зарядные станции.

- Автомобиль с ДВС: Работает на бензине или дизельном топливе. Его нужно регулярно заправлять на заправочной станции.

2. Экологичность

- Электромобиль: Не выделяет выхлопные газы, что помогает сохранять воздух чистым и здоровым для людей и животных.

- Автомобиль с ДВС: Выделяет углекислый газ и другие вредные вещества, что загрязняет воздух и может быть вредно для здоровья.

3. Звук и шум

- Электромобиль: Очень тихий, практически не издает звуков, когда едет. Это делает поездки более комфортными.

- Автомобиль с ДВС: Работает шумно, особенно при ускорении. Это может быть неприятно для пассажиров и окружающих.[4]

4. Обслуживание и ремонт

- Электромобиль: Обычно требует меньше обслуживания, так как в нем меньше двигающихся частей. Не нужно менять масло, как в бензиновом автомобиле.

- Автомобиль с ДВС: Требует регулярного технического обслуживания, замены масла, фильтров и других компонентов. Это может быть дорого.

5. Запас хода и зарядка

- Электромобиль: Запас хода зависит от модели, но обычно составляет от 150 до 500 километров на одной зарядке. Время на зарядку может быть от 30 минут до нескольких часов, в зависимости от зарядной станции.[1]

- Автомобиль с ДВС: Может проехать больше на одной заправке (до 1000 километров и более), и заправка занимает всего несколько минут.

6. Стоимость

- Электромобиль: Обычно дороже в покупке, но затраты на электричество и обслуживание ниже. Многие страны предлагают субсидии и льготы для покупки электромобилей.

- Автомобиль с ДВС: Как правило, дешевле в покупке, но более высокие эксплуатационные расходы на топливо и обслуживание.

«Недостатком электромобиля является то, что его максимальный пробег от полного заряда до полного разряда аккумулятора меньше, чем пробег типичного автомобиля с полным баком горючего до его опустошения. Также при низкой температуре аккумулятор может частично разрядиться, поэтому придется подзаряжать аккумулятор чаще. Минусом является и то, что полная зарядка аккумулятора занимает долгое время. В некоторых местностях получение сервисного обслуживания электромобилей может быть затруднено из-за отсутствия запчастей и квалифицированного персонала. При внедрении электромобилей появится необходимость в строительстве станций для подзарядки электромобилей, что потребует немалых средств. Также на данный момент времени электромобили имеют большую стоимость, недоступную для большинства населения.» [2]

Таким образом, у каждого типа автомобиля есть свои плюсы и минусы. Электромобили помогают защищать нашу планету от загрязнения, но у них есть свои особенности, такие как необходимость зарядки и более высокая начальная стоимость. Обычные автомобили удобно заправлять и они могут проезжать большие расстояния без остановки. Важно помнить, что будущее транспорта, возможно, будет за электромобилями, и я рад, что у меня есть возможность изучить это на практике.

3. Результаты опроса школьников «Что вы знаете о электромобиле?»

В этой части работы я провел опрос среди школьников, чтобы узнать, что они знают о электромобилях. Было задано несколько вопросов, и вот что получилось.

Собраны ответы от 20 учеников и вот какие результаты получились:

1. Знаете ли вы, что такое электромобиль?

2. Если да, то как вы думаете, чем они отличаются от обычных автомобилей?

- Большинство ответили, что электромобили работают на электричестве, а не на бензине.

- Некоторые отметили, что они более тихие и не загрязняют воздух.

3. Как вы считаете, есть ли у электромобилей преимущества? Какие?

4. Хотели бы вы иметь электромобиль? Почему?

- 10 человек ответили "да", потому что они хотят помочь природе.

- 5 человек ответили "нет", потому что боятся, что будет сложно его заряжать.

- Остальные не определились.

5. Слышали ли вы о зарядных станциях для электромобилей? Где они могут находиться?

- Да: 14

- Нет: 6

- Большинство думали, что зарядные станции могут находиться на заправках, в парках или возле магазинов.

Опрос показал, что многие школьники знают о электромобилях, и большинство из них понимает, как они отличаются от обычных автомобилей. У многих есть интерес к электромобилям, и они считают, что это хорошее решение для нашей планеты. Я думаю, что с помощью таких исследований и разговоров мы можем сделать шаг к более экологичному будущему!

Эти результаты помогут мне лучше понять, как электромобили воспринимаются среди молодежи.

4. Создание моего первого электромобиля

Я решил создать маленькую модель электромобиля. Для начала собрал все нужные детали. Для создания моего электромобиля мне понадобились:

- Пластиковый цилиндр (он будет корпусом машины)

- Шасси с колесами от старой машинки

- Пропеллер от игрушки, он будет приводить автомобиль в движение

- Проводки (для соединения моторчика с батарейкой)

- Батарейка (чтобы дать энергию моторчику)

- Клей и ножницы

Рис. 2

Соединив корпус с шасси, приступил к подключению моторчика к батарейке с помощью проводов. Для соединения деталей использовал клей пистолет.

После того как собрал все детали, проверяем, работает ли электромобиль. Ставим его на ровную поверхность и подключаем батарейку. Электромобиль начал двигаться вперед.

Создание своего первого электромобиля дало мне возможность узнать больше о том, как работают электромобили в реальной жизни. Я понял, как важна энергия и технологии для их движения. Это была замечательная возможность проявить свое творчество и научиться новым вещам. Теперь я даже более уверен в том, что электромобили могут быть отличным способом передвижения для нашей планеты.

III. Заключение

В ходе написания научной работы мы рассмотрели много нового о электромобилях. Изучили, как они работают, чем отличаются от обычных автомобилей и какие преимущества у них есть.

Опрос среди учеников нашей школы показал, что многие из них интересуются электромобилями и понимают, как важно заботиться о нашей планете. Создание своей модели электромобиля дало мне возможность не только проявить творческие способности, но и узнать, как работает электрическая энергия.

Электромобили помогают нам сохранять чистоту воздуха и защищать окружающую среду. Думаю, что в будущем все больше людей будут переходить на электромобили, и это станет хорошим шагом для защиты нашей планеты.

Надеюсь, что моя работа поможет другим детям понять важность электромобилей и их влияние на экологию. Нужно стремиться к тому, чтобы в нашем городе стало больше электромобилей и зарядных станций, чтобы они стали привычной частью нашей жизни. Электромобили — это не только удобно, но и очень важно для нашего будущего.

IV. Список литературы.

1. Голубев, В. И. Автомобильные проблемы / В.И. Голубев. - М.: Открытое Решение, 2006. - 112 c.

2. Гордеев К.С., Трубникова К.Д., Мокрова А.А., Жидков А.А. Электрификация автомобилей и её влияние на сферы жизни в будущем // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 6

3. Ларри Эдсалл «Легендарные автомобили. Автомобили, которые творили историю с момента их изобретения до XXI века», 2010. - 109 c.

4. Трескова Ю. В. Электромобили и экология. Перспективы использования электромобилей.

5. Шкловский Л. История электромобилей / Л. Шкловский. – М.: Издательство «Наука», 1970. – 300 с.