Трансформатор. Применение трансформатора.
план-конспект урока по физике (10 класс) по теме

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение
«Вечерняя (сменная) общеобразовательная школа № 4»

Артемовского городского округа

Разработка урока

по физике

«Трансформатор.

Применение трансформатора»

Составитель: учитель физики  МКОУ ВСОШ № 4

Селиванова Татьяна Григорьевна

                       (ф.и.о.)

Артемовский городской округ

Цель урока:

• познакомить учащихся с устройством трансформатора;
• рассмотреть на опытах действие трансформатора;
• познакомить учащихся с применением трансформаторов на производстве и в быту.

Повторение:

Так как действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции, следовательно, перед объяснением нового материала необходимо повторить следующие вопросы:

1. При каких условиях возникает индукционный ток?
2. Что называется электромагнитной индукцией?
3. В каких опытах можно получить индукционный ток?
4. Как возникает ЭДС индукции в неподвижных проводниках?
5. Что является причиной возникновения ЭДС в движущихся проводниках?

Новая тема:

Впервые   трансформаторы  были  использованы  в  1878 г. русским  учёным  П.Н.  Яблочковым  для питания изобретённых им  ''электрических  свечей» – нового  в  то  время  источника  света.  Идея  П.Н. Яблочкова  была  развита  сотрудником  Московского  университета  И.Ф. Усагиным, сконструировавшим усовершенствованный  трансформатор.  (Демонстрация разборного универсального  трансформатора).

С  помощью  разборного универсального  трансформатора рассматриваем устройство трансформатора.

Трансформатор состоит из замкнутого сердечника, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками. Одну из обмоток, называемую первичной, подключают к источнику переменного напряжения. Вторую обмотку, к которой присоединяют «нагрузку», то есть приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называют вторичной.

Зарисовать в тетрадь схему устройства трансформатора, его условное обозначение (планшет)

Учитель: действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке. Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле, так, что магнитный поток существует только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях.

В первичной обмотке, имеющей n1 витков, полная ЭДС индукции е1 равна  n1е.

Во  вторичной обмотке полная ЭДС е2 равна  n2е, следовательно

Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах катушки приблизительно равен ЭДС индукции, значит:

Мгновенные значения ЭДС е1 и е2    изменяются синфазно (одновременно достигают максимума и одновременно проходят через нуль.) (Работа со словарём). Поэтому отношение  можно заменить:

Величину k называют коэффициентом трансформации. При  k > 1, - трансформатор – понижающий. При k < 1 – повышающий.

Опыт 1. Показать повышение напряжения.         

Опыт 2. Показать понижение напряжения.         

Опыт 3. Демонстрация зависимости числа витков от напряжения в катушках трансформатора.

Сделать вывод о назначении трансформатора

1. Наиболее важное применение трансформатора - это передача электрической энергии на большое расстояние.
2. Большое практическое применение трансформатор находит в электросварке.
3. Образование двух противоположных магнитных потоков в сердечнике полностью нагруженного трансформатора положено в основу устройства современного бытового электрического звонка.
4. В радиотехнике для понижения напряжения (силовые трансформаторы).

(На дом 2-м учащимся изготовить понижающий трансформатор).

КПД трансформатора

КПД =   * 100%

Р2-мощность вторичной обмотки, Р1-мощность первичной обмотки.

В современных мощных трансформаторах суммарные потери 2-3%. КПД составляет 97-98%

Закрепление:

1. Почему сердечники трансформаторов изготовляют из отдельных листов, изолированных лаком?

2. Почему трансформатор выходит из строя, когда замыкаются накоротко хотя бы два соседних витка?

3. Почему сердечники трансформаторов собирают из пластин электротехнической стали?

Дома:

1. Подготовить доклад: передача электрической энергии, и ее использование.

2. Изготовить модель понижающего трансформатора.

3. Доклад: успехи и перспективы электрификации России.

4. Доклад: экономия электроэнергии.

Практические задания

 (учащиеся, работающие на производстве).

1. Приведите примеры и укажите экономическую эффективность применения на вашем производстве ограничителей холостого хода на металлорежущих станках.

2. Приведите примеры экономии электроэнергии при проведении реконструкции энергетических сетей (замена сечения проводников, их материалов и др.)

3. Почему сокращение расхода воды и применения оборотного водоснабжения на производстве экономит электроэнергию?