Трансформатор. Передача энергии на расстояние

Разделы: Физика

Тип урока – формирования знаний и первичное закрепление нового материала.

Оборудование:

  • таблицы - “Трансформаторы”,
  • “Передача и распределение электроэнергии”
  • видеофрагмент - “Переменный электрический ток”,
  • демонстрационный трансформатор,
  • портреты ученых.

Цель урока:

  • изучить устройство и принцип работы однофазного трансформатора, режимы работы, назначение.
  • развивать умение анализировать и классифицировать полученную информацию, работать с учебником.
  • формировать умение организовывать собственную деятельность, работать в команде.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Актуализация опорных знаний.

1 .Фронтальный опрос по вопросам

  • какие технические устройства вы знаете (генераторы, двигатели, аккумуляторы, электрометры, конденсаторы, гальванометры и т.д.)
  • сформулируйте план изучения устройств (назначение, основные части, принцип работы применение, достоинства и недостатки)

На столе модели устройств -

  • генератор переменного тока
  • реостат
  • конденсатор
  • трансформатор

Какое устройство вы видите впервые? (трансформатор)

  • Таблица “Трансформатор”

3. Сообщение цели и плана урока.

знать:

  • определение трансформатора
  • основные части трансформатора
  • принцип работы устройства

уметь:

  • определять тип трансформатора (повышающий - понижающий)
  • рассчитывать напряжение первичной и вторичной катушек, число витков и коэффициент трансформации.

4. Изучение нового материала.

При практическом использовании энергии тока возникает необходимость изменять напряжение, даваемое генератором. Осуществлять преобразования переменного напряжения почти без потерь можно с помощью трансформатора.

Трансформаторы – это устройства, с помощью которых производят преобразование напряжения переменного тока

- “История создания трансформаторов”. (Подготовленное сообщение)

(П.Н.Яблочков, И.Усагин, Л.Голар и Д.Гиббс - английские инженеры, К.Циперновский, М.Дери - венгерские ученые, М.О.Доливо-Добровольски - русский инженер, электротехник)

Работа с учебником - стр.80

Задание 1

Изучить принципиальную схему однофазного трансформатора

Начертить УГО трансформатора на электрических схемах

Задание 2.

Ответить на вопросы

1. Какая обмотка трансформатора является первичной?

2. Какая обмотка трансформатора является вторичной?

3. Какой трансформатор называют понижающим?

4 .Какой трансформатор называют повышающим?

* Проверка выполненного задания

Решение задач у доски.

Задача 1.

Найти ЭДС первичной обмотки трансформатора с числом витков 1000,если он подключен к сети переменного напряжения частотой 400 Гц, а в магнитопроводе создается магнитный поток Ф=1,25*10-4 Вб

Решение.

ЭДС, индуцируемые в первичной обмотке определяем по известной формуле

Е1=4,44 f w1Ф =4,44*400*1000*1,25*10-4=222В.

Ответ: 222В.

Задача 2.

Трансформатор подключен к сети переменного тока напряжением 220В, частотой 50Гц. Определить коэффициент трансформации, если активное сечение магнитопровода составляет 4,4*10-3 м2 магнитная индукция в нем -1,5 Тл, а число витков первичной

Решение.

Определяем максимальный магнитный поток в магнитопроводе Ф=В*S=1,5*4,4*10-3=6,6*10-3Вб. Затем определяем ЭДС вторичной обмотки трансформатора Е2=4,44few2Ф = 4,44*50*6,6*10-3=73,26В.

Зная формулу коэффициента трансформации К = =220 : 73,26 =3.

Ответ:3,трансформатор понижающий.

  • Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции.
  • кинофрагмент “Явление ЭМИ”

Задание 3. Указать соответствие между данными таблицы.

  Обозначение   Название   Единицы измерения
1 1 Мгновенное значение ЭДС 1 В
2 Ф 2 Магнитный поток 2 Тл
3 В 3 Круговая частота 3 Вб
4 Ф\t 4 Вектор магнитной индукции 4 Вб\с
5 e 5 Скорость изменения магнитного потока 5 рад\с

Ответы. 1-3-5, 2-2-3, 3-4-2, 4-5-4, 5-1-1.

- “Виды трансформаторов по назначению” (подготовленное сообщение)

  • силовые трансформаторы – для питания электрических двигателей и осветительных сетей.
  • специальные трансформаторы - для питания сварочных аппаратов, электропечей и других потребителей особого назначения.
  • измерительные трансформаторы – для подключения измерительных приборов
  • радиотехнические трансформаторы - маломощные трансформаторы и трансформаторы, работающие на повышенной частоте.

Режимы работы трансформатора

а) режим холостого хода - такой режим, при котором вторичная обмотка разомкнута и ток в этой обмотке не проходит.

б) рабочий режим - такой режим, при котором к вторичной обмотке подключена нагрузка (приемник электрической энергии)

в) режим короткого замыкания - это режим, при котором выводы вторичной обмотки замкнуты токопроводом с сопротивлением ,равным нулю.

5. Закрепление изученного материала.

Работа в парах по карточкам (ответы на вопросы)

1. Какое устройство называют трансформатором?

2. Какая обмотка трансформатора является первичной?

3. Какая обмотка трансформатора является вторичной?

4. Какой трансформатор называют понижающим?

5. Какой трансформатор называют повышающим?

6. Какой ток можно подать на обмотку трансформатора?

7. На каком физическом явлении основана работа трансформатора?

8. Какие типы трансформаторов бывают по назначению?

9. Дайте определение коэффициента трансформации.

10. Назовите фамилии ученых, которые участвовали в создании трансформаторов.

6. Домашнее задание.

Составить сравнительную таблицу “ Основные характеристики трехфазных и автотрансформаторов”.

7. Подведение итога работы.