Урок физики 11 класс "Трансформаторы"

Трансформатор Урок физики 11 класс

Трансформаа́тор (от лат. transformo — преобразовывать) — •Устройство, предназначенное для повышения и понижения напряжения переменного тока, без потери мощности.

История • В 1831 английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, лежащее в основе действия электрического трансформатора, при проведении им основополагающих исследований в области электричества. • В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрёл индукционную катушку. Она явилась прообразом трансформатора. • 30 ноября 1876 год , дата получения патента Яблочковым Павлом Николаевичем считается датой рождения первого трансформатора. Это был трансформатор с разомкнутым сердечником, представлявшим собой стержень, на который наматывались обмотки. • Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон.

Устройство трансформатора •Две катушки с разными числами  витков одеты в стальной  сердечник •Катушка, подключенная к источнику – первичная катушка. ( N1, U1, I1 ) •Катушка, подключенная к потребителю – вторичная катушка. ( N2, U2, I2 ) N-число витков. U- напряжение. I-сила тока.

Виды трансформаторов •Повышающий •Понижающий

Каждый трансформатор характеризуется коэффициентом трансформации K  1 U U 2 N 1 N 2  I I 2 1 Вывод: 1) K<1, если N2>N1– повышает 2). K>1если N2

3) Во сколько раз трансформатор увеличивает напряжение во, столько же раз и уменьшает силу тока. 4) Для трансформатора выполняется условие I1U1≈I2U2 U1   =    I 2 U2          I1

Применение трансформатора •Применение в электросетях Разные виды трансформаторов используются практически во всех схемах питания электрических приборов  и при передаче электроэнергии на большие расстояния

Применение в источниках питания Компактный трансформатор Для питания разных узлов электроприборов требуются самые разнообразные напряжения. Например, в телевизоре используются напряжения от 5 вольт, для питания микросхем и транзисторов, до 20 киловольт, для питания анода кинескопа. Все эти напряжения получаются с помощью трансформаторов (напряжение 5 вольт с помощью сетевого трансформатора, напряжение 20 кВ с помощью строчного трансформатора). В компьютере также необходимы напряжения 5 и 12 вольт для питания разных блоков. Все эти напряжения преобразуются из напряжения электрической сети с помощью трансформатора со многими вторичными обмотками.

Задачи

Тест •1. Сколько витков должна иметь первичная катушка трансформатора, чтобы повысить напряжение от 10 до 50 В, если во вторичной обмотке 80 витков? •А) 10; •Б) 50; •В) 16. •2. Трансформатор является повышающим, если коэффициент трансформации его: •А) равен единице; •Б) меньше единицы; •В) больше единицы. •3. Сердечник трансформатора набран из отдельных изолированных пластин для: •А) экономии материала; •Б) уменьшения рассеяния магнитного потока; •В) уменьшения вихревых токов.

Тест •4. Каково соотношение между напряжением и числом витков в обмотках трансформатора? •А) U1/U2 = N1/N2; •Б) U1/U2 = N2/N1; •В) I1/I2 = N1/N2. •5. Первичная катушка трансформатора – это та, что: •А) соединена с потребителем; •Б) соединена с источником; •В) любая.

Самопроверка •1 – В, 2 – Б, 3 – В, 4 – А, 5 – Б.

Задачи для домашнего задания • 1. Напряжение на зажимах вторичной обмотки понижающего трансформатора 60 В, сила тока во вторичной цепи 40 А. Первичная обмотка включена в цепь с напряжением 240 В. Найдите силу тока в первичной обмотке трансформатора. • 2. Первичная обмотка понижающего трансформатора включена в сеть переменного тока с напряжением 220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки 20 В, ее сопротивление 1 Ом, ток в ней 2 А. Найдите коэффициент трансформации и КПД трансформатора. • 1. Трансформатор имеет коэффициент трансформации 20. Напряжение на первичной обмотке 120 В. Определите напряжение на вторичной обмотке и число витков в ней, если первичная обмотка имеет 200 витков. • 2. Первичная обмотка трансформатора имеет 2400 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка, чтобы при напряжении на зажимах 11 В передавать во внешнюю цепь мощность 22 Вт? Сопротивление вторичной обмотки 0,2 Ом. Напряжение в сети 380 В.

Рефлексия •Сегодня я узнал… •На уроке я научился… •Мне было трудно… •Мне было непонятно… •Теперь я знаю, что… •Меня удивило… •Я бы хотел узнать, почему…