Цели урока:
- Образовательная: закрепить принцип действия, устройство и применение трансформатора, научить рассчитывать коэффициент трансформации, число витков, силу тока и напряжение, мощность, КПД.
- Развивающая: развивать логическое мышление, интерес к самостоятельному получению знаний, продолжить формирование умений делать выводы и обобщения.
- Воспитательная: продолжить воспитание отношения к физике как к экспериментальной науке; учить работать коллективно, прислушиваться к мнению товарищей.
Тип урока: комбинированный урок.
Ход урока
1. Организационный момент.
Приветствие, настрой деятельности на успех.
2. Проверка домашнего задания.
1. Что такое трансформатор?
2. Каково устройство трансформатора? 3. Сколько чаще всего катушек у трансформатора?
4. На чем основан принцип работы трансформатора?
5. Трансформатор на холостом ходу.
6. Работа нагруженного трансформатора.
7. Что такое коэффициент трансформации?
8. Каким бывает численно коэффициент трансформации?
9. Какой трансформатор называют повышающим, какой понижающим?
10. Можно ли подключить трансформатор к сети постоянного напряжения?
11. Почему трансформатор гудит?
12. Почему сердечник трансформатора собирают из отдельных листов железа?
13. Почему сердечник называют магнитопроводом?
14. Можно ли сердечник сделать из меди?
15. Как найти КПД трансформатора? Каких наибольших значений он достигает?
16. Какие потери энергии могут быть в трансформаторе?
17. Как избежать потерь энергии в трансформаторе?
18. Можно ли включить в сеть переменного тока напряжением 220 В первичную катушку трансформатора, снятую с сердечника?
3. Тестовый опрос по теме трансформатор.
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.
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.
Правильные ответы:
1 – В, 2 – Б, 3 – В, 4 – А, 5 – Б.
4. Решение задач.
1. Понижающий трансформатор со 110 витками во вторичной обмотке понижает напряжение от 22 000 В до 110 В. Сколько витков в его первичной обмотке?
2. Первичная обмотка повышающего трансформатора содержит 100 витков, а вторичная — 1000. Напряжение в первичной цепи 120 В. Каково напряжение во вторичной цепи, если потерь энергии нет?
3. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 300 витков, включен в сеть напряжением 220 В. Во вторичную цепь трансформатора, имеющую 165 витков, включен резистор сопротивлением 50 Ом. Найдите силу тока во вторичной цепи, если падение напряжения на ней равно 50 В.
4. Понижающий трансформатор дает ток 20 А при напряжении 120 В. Первичное напряжение равно 22000 В. Чему равны ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если его КПД равен 90%?
5. Повышающий трансформатор создает во вторичной цепи ток 2 А при напряжении 2200 В. Напряжение в первичной обмотке равно 110 В. Чему равен ток в первичной обмотке, а также входная и выходная мощности трансформатора, если потерь энергии в нем нет?
6. Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 8 включена в сеть напряжением 200 В. Сопротивление вторичной обмотки 2 Ом, ток во вторичной обмотке трансформатора 3 А. Определите падение напряжения на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной обмотке пренебречь.
5. Вопросы.
1. Почему на трансформаторной будке написано “Осторожно опасно!”. “Не влезай – убьет!”
2. Какой там трансформатор?
3. Первый трансформатор был изобретен в 1878 году. Это было 134 года тому назад. Чем он заслужил наше внимание? Чем он так хорош?
6. Подведение итогов.
Мы сегодня повторили тему “Трансформатор”. Я надеюсь, что вы поняли роль трансформатора в жизненной деятельности человека.
7. Домашнее задание. Параграф 39, задания на листе.
Домашнее задание по теме “Трансформатор”
Вариант 1
1. На каком физическом явлении основана работа трансформатора?
А. Магнитное действие тока.
Б. Электромагнитная индукция.
В. Тепловое действие тока.
2. Как изменится сила тока в первичной обмотке трансформатора при убывании силы тока в его вторичной обмотке?
А. Увеличится.
Б. Уменьшится.
В. Не изменится.
Г. Ответ неоднозначен.
3. 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.
4. 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.
Домашнее задание по теме “Трансформатор”
Вариант 2
1. Число витков в первичной обмотке трансформатора в 2 раза меньше числа витков во вторичной обмотке. На первичную обмотку подали напряжение U. Чему равно напряжение на вторичной обмотке трансформатора?
А. 0.
Б. U / 2.
В. 2 U.
2. Во сколько раз изменяются потери энергии в линии электропередачи, если на понижающую подстанцию будет подаваться напряжение 10 кВ вместо 100 кВ при условии передачи одинаковой мощности?
А. Увеличится в 10 раз.
Б. Уменьшится в 100 раз.
В. Увеличится в 100 раз.
3. 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.
4. 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.
Домашнее задание по теме “Трансформатор”
Вариант 3
1. Как изменится сила тока в первичной обмотке трансформатора при возрастании силы тока в его вторичной обмотке?
А. Увеличится.
Б. Уменьшится.
В. Не изменится.
Г. Ответ неоднозначен.
2. Какой ток можно подавать на обмотку трансформатора?
А. Только переменный.
Б. Только постоянный.
В. Переменный и постоянный.
3. Трансформатор повышает напряжение с 220 В до 1,1 кВ и содержит 700 витков в первичной обмотке. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков во вторичной обмотке? В какой обмотке провод большего сечения?
4. Первичная обмотка трансформатора с коэффициентом трансформации, равным 8, включена в сеть с напряжением 220 В. Сопротивление вторичной обмотки 2 Ом, сила тока во вторичной обмотке трансформатора 3 А. Определите напряжение на зажимах вторичной обмотки. Потерями в первичной обмотке пренебречь.