Тип урока: изучение нового материала.
Цель урока:
- Изучить устройство и принцип действия трансформатора.
- Рассмотреть принципы построения системы производства, передачи и распределения электроэнергии.
Ход урока
Фронтальный опрос домашнего задания.
- Что такое генератор?
- Какие генераторы знаете вы?
- На каком принципе основана работа генераторов переменного тока?
- Основные части генератора.
- Какими преимуществами обладает переменный ток по сравнению с постоянным?
Объяснение нового материала (проводится в виде эвристической беседы).
Учитель. Электрический ток не получил бы такого большого практического применения если бы его нельзя было бы преобразовать почти без потерь. Это осуществляется с помощью трансформаторов.
(Слайд 5) Трансформатор (от лат. transformo – преобразую) – устройство для преобразования переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается практически без потери мощности.
(Слайды 6; 7) Сообщение ученика, подготовленное к данному уроку. Биография П.Н.Яблочкова, его основные изобретения.
Учитель. Познакомимся с устройством трансформатора. Демонстрация школьного разборного понижающего трансформатора. (Слайд 8)
Учитель. Вопрос к учащимся. Как объяснить возникновение напряжения на концах вторичной катушки? В результате эвристической беседы учащиеся должны самостоятельно ответить на вопрос, опираясь на свои знания по теме «Электромагнитная индукция», принцип действия трансформатора (Слайд 9)
Учитель. (Слайд 10) Коэффициент трансформации U1/U2 = N1/N2 = K
K > 1трансформатор понижающий, K < 1трансформатор повышающий.
Учитель. Вопрос к учащимся. Электростанции вырабатывают ток большой мощности – сотни тысяч киловатт. Эту мощность надо передать к потребителю, причем так, чтобы потери были минимальны. Почему возникают эти потери? В чем причина?
В результате размышлений (вспомнив закон Джоуля-Ленца) учащиеся должны прийти к правильному выводу, что это тепловые потери мощности на нагревание проводов линии электропередачи (ЛЭП). (Слайд 11)
Учитель. Вопрос к учащимся. Как же избежать этих потерь? Постараться, чтобы учащиеся самостоятельно пришли к выводу, что если Q ≈ I2 , то для уменьшения потерь мощности надо уменьшить силу тока. Чтобы при уменьшении тока в линии не уменьшалась передаваемая мощность P = IU следует увеличить U во столько же раз, во сколько раз уменьшают силу тока. (Слайд 11)
(Слайд 12) Наглядная демонстрация этого вывода на практике «Условная схема высоковольтной линии передачи».
Закрепление.
1 Этап. Фронтально. Вопросы для закрепления. (Слайд 13)
- Что такое трансформатор?
- Изобретатель трансформатора?
- На каком явлении основан принцип действия трансформатора?
- Коэффициент трансформации?
- Как осуществляется передача электроэнергии на большие расстояния?
2 Этап. Тест. (Слайд 14) Выполняется учениками самостоятельно.
1. Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора для его нормальной
работы? А. Переменный Б. Постоянный.
1) Только А 2.
2) Только Б.
3) И А, и Б.
4) Ни А, ни Б.
2. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает
напряжение с 220В до 660В. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков во
вторичной обмотке?
1) К=3, N=2520
2) К=1/3, N=280.
3) К=1/3, N=2520.
3. Во сколько раз изменятся тепловые потери в линии электропередачи, если на
понижающую подстанцию будет подаваться напряжение 10 кВ вместо 100 кВ при
условии передачи одинаковой мощности:
1) Увеличатся в 10 раз.
2) Увеличатся в 100 раз.
3) Уменьшатся в 10 раз.
4) Уменьшатся в 100 раз.
3 Этап. Самооценка. Проверь себя! (Слайд 15)
1) 1.
2) 3.
3) 2.
Окончание урока.
- Подведение итогов урока.
- Домашнее задание. (Слайд 16)
Ф.11 §§38-41, упр. 5. Вопрос. Подумай! Почему гудит трансформатор?
Презентация (для желающих) «Использование трансформаторов».
Используемая литература:
- Учебник. Физика 11 класс. Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев. Издательство Просвещение, Москва, 2002г.
- Картинки заимствованы из Интернет-ресурсов.