Цели:
Образовательные: Ввести понятие трансформатора. Рассмотреть его принцип действия, достоинства, практическое применение.
Развивающие: Развивать экспериментальные, навыки логического мышления, умение обосновывать свои высказывания, делать выводы.
Воспитательные: Патриотическое воспитание. Формирование интереса к познанию окружающего мира, законов природы и их применению.
Оборудование:
Д/ф “Трансформаторы и их применение”;
DVD фрагмент;
Дем. Повышения и понижения напряжения трансформатором.
Ход урока
1. Мотивация - проблема - активизация познавательной деятельности:
Выработанную на электростанции
электроэнергию необходимо передать потребителю.
И тут возникают некоторые проблемы: генераторы
вырабатывают 10 - 12кВ, а в т.н. высоковольтных ЛЭП
напряжение достигает 500кВ. Почему? При передаче
электроэнергии происходят потери: 
Как их уменьшить? Ваши предложения…
R=ql/S
1) t - время ( ЛЭП строят всегда на прямую)
2) l - длина
S - сечение(увеличить нельзя)
р - провода делают из алюминия (лёгкий, хорошая проводимость, дешёвая добыча, окисляется на воздухе
и это хорошая защита от коррозии)
3) Главное — I ( сила тока), её можно уменьшить за счёт увеличения U (напряжения)
2. Актуализация знаний - Осуществить это можно с помощью устройства, которое называется трансформатор (устройство для преобразование электроэнергии):
Демонстрация повышения, понижения напряжения,
DVD фрагмент(1 часть)
Из истории: Один раз в несколько лет в Нижнем Новгороде проводилась Всероссийская промышленная ярмарка. Павильоны раскинулись на большой территории. Освещалась ярмарка от специально построенной небольшой тепловой электростанции. Когда осветили территорию ярмарки, оказалось, что в центре светло, а удалённые павильоны освещены слабо. Усагин (портрет) предложил применить преобразователь напряжения. И повысил напряжение к удалённым павильонам. Это сработало как повышающая трансформаторная подстанция. И дальние павильоны засияли!
3. Материализация действий: а) внешняя речь:
1) Устройство( д/ф, модель)
2) Принцип действия основан на явлении ЭМИ - переменный ток первичной обмотки порождает переменное магнитное поле, которое замыкается в сердечнике, индуцирует во вторичной обмотке ток. Трансформатор работает только на переменном токе. Почему? Давайте порассуждаем вместе!
3) Теория трансформатора:
б)внутренняя речь:
- ЭДС
первичной обмотки
- ЭДС
вторичной обмотки
k- коэффициент трансформации
%
- КПД
трансформатора
- потери в
стали (на перемагничивание сердечника)
- потери в
меди (на нагрев)
Сердечник трансформатора не сплошной, его набирают из отдельных пластин электротехнической стали. Давайте вспомним, почему? Что такое токи Фуко? Почему уменьшаются потери? Т.о. КПД трансформатора близок к 100%, следовательно
Поэтому для уменьшения силы тока при передаче на большие расстояния увеличивают напряжение! Отсюда и название — высоковольтные линии электропередач (ЛЭП)!
4)Посмотрим, как это осуществляется на практике. ( DVD фрагмент-принцип действия ЛЭП - 2 часть)
5) В нашей стране существует ЕЭС - единая энергетическая система; все электростанции соединяются с помощью ЛЭП, информация о всей произведённой электроэнергии поступает в главный диспетчерский пункт, где перераспределяется в те районы, где в ней сейчас наибольшая потребность. Ведь на территории нашей страны несколько часовых поясов, а электроэнергия такой продукт, который нельзя запасти, его нужно сразу использовать.
6)Решение задач:
№ 986(Р) - вместе
Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 до 660В. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной обмотке?
№ 1344(С) - показываю
Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 300 витков, включён в сеть напряжением 220В. Во вторичную цепь трансформатора, имеющую 165 витков, включён резистор сопротивлением 50 Ом. Найти силу тока во вторичной цепи, если падение напряжения на ней 50В.
7)3акрепление: в) умственные действия
1. № 13 51 (С) - самостоятельно
Понижающий трансформатор даёт ток 20 А при напряжении 120В. Первичное напряжение равно 22000В. Чему равны ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если его КПД равен 90%?
2. Тест
1 Вариант |
2 Вариант |
1. Каким образом осуществляется передача электрической энергии из первичной обмотки трансформатора во вторичную обмотку? Укажите правильные ответы. А. Через провода, соединяющие обмотки трансформатора. Б. С помощью электромагнитных волн. В. С помощью магнитного поля, пронизывающего обе катушки. 2. Первичная обмотка трансформатора включена в сеть с напряжением 20В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки равно 200В. Укажите правильные утверждения. А. Трансформатор является повышающим. Б. Коэффициент трансформации равен 10. В. Коэффициент трансформации равен 0,1. 3. Трансформатор изменяет напряжение от 200 до 1000В. В первичной обмотке 20 витков. Укажите правильные утверждения. А. Трансформатор является повышающим. Б. Коэффициент трансформации равен 5. В. Во вторичной обмотке 1000 витков. |
1 .В первичной обмотке трансформатора 100 витков, во вторичной - 20. Укажите все правильные утверждения. А. Трансформатор является понижающим. Б. Коэффициент трансформации 0,2. В.Коэффициент трансформации 5. 2.Трансформатор включён в цепь напряжением 200В. В первичной обмотке 1000 витков, а во вторичной 200 витков. Укажите правильные утверждения. А.Коэффициент трансформации равен 0,2 Б. Трансформатор является понижающим. В. Напряжение на вторичной обмотке равно40В. 3. Сила тока в первичной обмотке трансформатора 2А, напряжение на ней 120В. Напряжение во вторичной обмотке ЗОВ. Укажите правильные утверждения. А. Сила тока во вторичной обмотке 8А. Б. Коэффициент трансформации равен 0,25. В. Трансформатор является понижающим. |
8) Домашнее задание:
п. 38,40 (учебник “Физика 11”Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев)
п. 14,16 (учебник “Физика 11” под ред. А.А.Пинского) -№990(Р),№ 988(Р).