Преобразование переменного тока. Трансформатор
Разработал - Кравченко А.И.
Цель урока: изучить устройство и принцип действия трансформатора
Задачи урока:
Образовательная: учить правильно работать с текстом, уметь выделять главное
Развивающая: дать опыт публичного выступления
Воспитательная: воспитывать умение работать в составе группы
Тип урока: урок овладения новыми знаниями
Вид урока: комбинированный
Оборудование: трансформатор, катушка с сердечником, кольцо алюминиевое, звонок, таблицы, карточки, магнитопровод.
Демонстрации: работа трансформатора на холостом ходу, работа трансформатора с нагрузкой, явление электромагнитной индукции.
Основные этапы урока;
-организационный момент
-актуализация опорных знаний
-изучение новой темы
-проверка знаний
-подведение итогов
Ход урока
Организационный момент - приветствие, настрой деятельности на успех.
Актуализация опорных знаний - фронтальная беседа
-При каких условиях возникает индукционный ток?
-Кто и в каком году открыл явление электромагнитной индукции?
-Дать определение явления электромагнитной индукции.
-Как возникает ЭДС индукции в неподвижных проводниках?
-Что является причиной возникновения ЭДС в движущихся проводниках?
Объяснение новой темы
Историческая справка:
В 1848 году французским механиком Г. Румкорфом была изобретена индукционная катушка- прообраз трансформатора. Датой же рождения первого трансформатора считается 30 ноября 1876 года, когда изобретатель П.Н. Яблочков получил патент на трансформатор с разомкнутым сердечником. Это был стержень с намотанными на него обмотками.
В 1884 году в Англии братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсонами был создан первый трансформатор с замкнутым сердечником.
В конце 1880-х инженером Д. Свинберном было изобретено масляное охлаждение трансформатора - это повысило надежность и долговечность его обмоток.
В 1889 году русский электротехник М. О. Доливо-Добровольский вместе с предложенной им трехфазной системой переменного тока создал первый трехфазный трансформатор.
Одно из важных преимуществ переменного тока перед постоянным заключается в том, что напряжение переменного тока относительно легко поддается изменению с помощью электромагнитной индукции, а способы преобразования постоянного тока сложны.
Физкультминутка
Трансформатор – это техническое устройство, предназначенное для преобразования переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз.
Любой трансформатор состоит из системы катушек (первичной и вторичной) и стального сердечника.
Базовый принцип действия трансформатора: явление электромагнитной индукции.
|
Напряжения на первичной и вторичной обмотках отличаются во столько же раз, во сколько раз отличаются количество витков N в этих катушках. При этом мощность на катушках практически одинакова.
При подключении к вторичной катушке нагрузки сопротивлением R:
Решение задач
Задача 1. Как, вы думаете, что будет, если первичную обмотку подключить к источнику постоянного тока?
Ответ: В этом случае трансформатор сгорит, так как первичная обмотка обычно имеет ничтожно малое сопротивление, и поэтому произойдет короткое замыкание.
Задача 2. Если сопротивление первичной обмотки, подключенной к источнику постоянного тока велико, то изменится ли напряжение во вторичной обмотке?
Ответ: Никакого изменения напряжения этот трансформатор дать не сможет из-за отсутствия явления электромагнитной индукции. Если такой трансформатор подключить к источнику постоянного тока, то ток пойдет по первичной обмотке и вокруг нее возникает магнитное поле, которое будет пронизывать вторичную обмотку. Т.е. магнитный поток вторичную обмотку будет пересекать, но он будет постоянным и значит скорость его изменения Ф' = 0, поэтому ЭДС индукции во вторичной обмотке Е<sub>2</sub> = 0.
Подведение итогов урока. Рефлекси - решение качественных и количественных задач.
-Что называется генератором переменного тока? Какие типы таких генераторов существуют?
-Что называется переменным током?
-Что такое период, частота, фаза переменного тока?
-Начертите график переменного тока и раскройте суть определения переменного тока?
-На каком принципе основана работа генератора переменного тока?
-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.
-Сколько витков должна иметь вторичная обмотка трансформатора для повышения напряжения от 220 В до 11000 В, если в первичной обмотке 20 витков?
-Под каким напряжением находится первичная обмотка трансформатора, имеющая 1000 витков, если во вторичной обмотке 3500 витков и напряжение 105 В? Каков коэффициент трансформации?
-Сила тока в первичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на ее концах 220 В. Сила тока во вторичной обмотке 9 А, а напряжение на ее концах 10 В. Определите КПД трансформатора.
Домашнее задание: §9.
