|
|
Строка 3: |
Строка 3: |
| '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> Трансформаторы''' | | '''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]>>[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]>>[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]>> Трансформаторы''' |
| | | |
| + | <br> |
| | | |
| + | <br> ''' § 38 ТРАНСФОРМАТОРЫ'''<br><br>Электрический ток никогда не получил бы такого широкого применения, если бы его нельзя было преобразовывать почти без потерь энергии. |
| | | |
| + | Назначение трансформаторов. ЭДС мощных генераторов электростанций довольно велика. Между тем в практике чаще всего нужно не слишком высокое напряжение. |
| | | |
- | ''' § 38 ТРАНСФОРМАТОРЫ'''<br><br>Электрический ток никогда не получил бы такого широкого применения, если бы его нельзя было преобразовывать почти без потерь энергии.
| + | Преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности, осуществляется с помощью трансформаторов. |
| | | |
- | Назначение трансформаторов. ЭДС мощных генераторов электростанций довольно велика. Между тем в практике чаще всего нужно не слишком высокое напряжение.
| + | Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П.Н.Яблочковым для питания изобретенных им электрических свечей — нового в то время источника [[Преломление_света|света]].<br><br>[[Image:9.02-3.jpg|ТРАНСФОРМАТОРЫ]]<br>''' <br>Устройство трансформатора.''' Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками (рис. 5.3). Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т. е. приборы и устройства, потребляющие [[Передача_электроэнергии|электроэнергию]], называется вторич ной. Условное обозначение трансформатора приведено на рисунке 5.4. |
| | | |
- | Преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности, осуществляется с помощью трансформаторов.
| + | <br>[[Image:9.02-4.jpg|ТРАНСФОРМАТОРЫ]]<br><br>'''Трансформатор на холостом ходу.''' Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, которым возбуждается ЭДС индукции в витках каждой обмотки. Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле, так что [[Действие_магнитного_поля_на_движущийся_заряд|магнитный]] поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях. |
| | | |
- | Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П.Н.Яблочковым для питания изобретенных им электрических свечей — нового в то время источника света.<br><br>[[Image:9.02-3.jpg]]<br>''' <br>Устройство трансформатора.''' Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками (рис. 5.3). Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторич ной. Условное обозначение трансформатора приведено на рисунке 5.4.
| + | Мгновенное значение ЭДС индукции е во всех витках первичной или вторичной обмотки одинаково. Согласно закону Фарадея оно определяется формулой<br><br>е = -Ф', (5.1)<br><br>где Ф' — производная потока магнитной индукции по времени.<br><br>В первичной обмотке, имеющей N<sub>1</sub> витков, полная ЭДС индукции e<sub>1</sub> равна N<sub>1</sub>e. Во вторичной обмотке полная ЭДС индукции e<sub>2</sub> равна N<sub>2</sub>e(N<sub>2</sub> — число витков этой обмотки). Отсюда следует, что<br><br>[[Image:9.02-5.jpg]]<br><br>Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах первичной обмотки примерно равен модулю суммарной ЭДС [[Лабораторна_робота_№_1._Вивчення_явища_електромагнітної_індукції|индукции]]:<br><br>[[Image:9.02-6.jpg]]<br><br>При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не идет, и имеет место соотношение<br><br>[[Image:9.02-7.jpg]]<br><br>Мгновенные значения ЭДС e<sub>1</sub> и e<sub>2</sub> изменяются синфазно (одновременно достигают максимума и одновременно проходят через ноль). Поэтому их отношение в формуле (5.2) мояию заменить отношением действующих значений [[Image:7.02-16.jpg]]<sub>1</sub> этих ЭДС или, учитывая равенства (5.3) и (5.4), отношением действующих значений напряжений U<sub>1</sub> и U<sub>2</sub>:<br><br>[[Image:9.02-8.jpg]]<br> <br>Величина К называется коэффициентом трансформации. Он равен отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора. При К > 1 трансформатор является понижающим, а при К < 1 — повышающим. |
| | | |
- | <br>[[Image:9.02-4.jpg]]<br><br>'''Трансформатор на холостом ходу.''' Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, которым возбуждается ЭДС индукции в витках каждой обмотки. Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле, так что магнитный поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях.
| + | Работа нагруженного трансформатора. Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь, потребляющую электроэнергию, или, как говорят, нагрузить трансформатор, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю. Появившийся ток создаст в сердечнике свой переменный [[Магнитный_поток|магнитный поток]], который будет уменьшать изменения магнитного потока в сердечнике. |
| | | |
- | Мгновенное значение ЭДС индукции е во всех витках первичной или вторичной обмотки одинаково. Согласно закону Фарадея оно определяется формулой<br><br>е = -Ф', (5.1)<br><br>где Ф' — производная потока магнитной индукции по времени.<br><br>В первичной обмотке, имеющей N<sub>1</sub> витков, полная ЭДС индукции e<sub>1</sub> равна N<sub>1</sub>e. Во вторичной обмотке полная ЭДС индукции e<sub>2</sub> равна N<sub>2</sub>e(N<sub>2</sub> — число витков этой обмотки). Отсюда следует, что<br><br>[[Image:9.02-5.jpg]]<br><br>Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах первичной обмотки примерно равен модулю суммарной ЭДС индукции:<br><br>[[Image:9.02-6.jpg]]<br><br>При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не идет, и имеет место соотношение<br><br>[[Image:9.02-7.jpg]]<br><br>Мгновенные значения ЭДС e<sub>1</sub> и e<sub>2</sub> изменяются синфазно (одновременно достигают максимума и одновременно проходят через ноль). Поэтому их отношение в формуле (5.2) мояию заменить отношением действующих значений [[Image:7.02-16.jpg]]<sub>1</sub> этих ЭДС или, учитывая равенства (5.3) и (5.4), отношением действующих значений напряжений U<sub>1</sub> и U<sub>2</sub>:<br><br>[[Image:9.02-8.jpg]]<br> <br>Величина К называется коэффициентом трансформации. Он равен отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора. При К > 1 трансформатор является понижающим, а при К < 1 — повышающим.
| + | Уменьшение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока, казалось бы должно, в свою очередь, уменьшить ЭДС индукции в первичной обмотке. Это, однако, не произойдет, так как согласно формуле (5.3) [[Image:9.02-9.jpg]]. Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличится сила тока в первичной обмотке. Его амплитуда возрастет таким образом, что восстановится прежнее значение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока. |
| | | |
- | Работа нагруженного трансформатора. Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь, потребляющую электроэнергию, или, как говорят, нагрузить трансформатор, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю. Появившийся ток создаст в сердечнике свой переменный магнитный поток, который будет уменьшать изменения магнитного потока в сердечнике.
| + | Увеличение силы тока в цепи первичной обмотки происходит в соответствии с законом сохранения энергии: отдача электроэнергии в цепь, присоединенную к вторичной обмотке трансформатора, сопровождается потреблением от сети такой же энергии первичной обмоткой. Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, примерно равна мощности во вторичной цепи:<br><br>[[Image:9.02-10.jpg]]<br> <br>Это означает, что, повышая с помощью трансформатора нанрлжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот). |
| | | |
- | Уменьшение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока, казалось бы должно, в свою очередь, уменьшить ЭДС индукции в первичной обмотке. Это, однако, не произойдет, так как согласно формуле (5.3) [[Image:9.02-9.jpg]]. Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличится сила тока в первичной обмотке. Его амплитуда возрастет таким образом, что восстановится прежнее значение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока.
| + | Трансформатор преобразует переменный электрический ток таким образом, что произведение силы тока на напряжение примерно одинаково в первичной и вторичной обмотках. |
| | | |
- | Увеличение силы тока в цепи первичной обмотки происходит в соответствии с законом сохранения энергии: отдача электроэнергии в цепь, присоединенную к вторичной обмотке трансформатора, сопровождается потреблением от сети такой же энергии первичной обмоткой. Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, примерно равна мощности во вторичной цепи:<br><br>[[Image:9.02-10.jpg]]<br> <br>Это означает, что, повышая с помощью трансформатора нанрлжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот).
| + | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. Что такое коэффициент трансформации!<br>2. Что понижает или повышает трансформатор!<br><br><br><br> |
| | | |
- | Трансформатор преобразует переменный электрический ток таким образом, что произведение силы тока на напряжение примерно одинаково в первичной и вторичной обмотках.
| + | <br> ''Мякишев Г. Я., [[Физика_7_класс|Физика]]. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' |
- | | + | |
- | <br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1. Что такое коэффициент трансформации!<br>2. Что понижает или повышает трансформатор!<br><br><br><br>
| + | |
- | | + | |
- | <br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.'' | + | |
| | | |
| <br> <sub>Календарно-тематическое планирование по физике, задачи и ответы школьнику [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|онлайн]], курсы учителю по физике [[Физика и астрономия|скачать]]</sub> | | <br> <sub>Календарно-тематическое планирование по физике, задачи и ответы школьнику [[Гипермаркет знаний - первый в мире!|онлайн]], курсы учителю по физике [[Физика и астрономия|скачать]]</sub> |
Строка 48: |
Строка 47: |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников |
- |
| + | |
| '''<u>Иллюстрации</u>''' | | '''<u>Иллюстрации</u>''' |
| <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' | | <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа ''' |
Строка 70: |
Строка 69: |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке |
| [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми | | [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми |
- |
| + | |
| '''<u>Только для учителей</u>''' | | '''<u>Только для учителей</u>''' |
| <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки ''' | | <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки ''' |
Текущая версия на 13:47, 3 июля 2012
Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 11 класс>> Трансформаторы
§ 38 ТРАНСФОРМАТОРЫ
Электрический ток никогда не получил бы такого широкого применения, если бы его нельзя было преобразовывать почти без потерь энергии.
Назначение трансформаторов. ЭДС мощных генераторов электростанций довольно велика. Между тем в практике чаще всего нужно не слишком высокое напряжение.
Преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности, осуществляется с помощью трансформаторов.
Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П.Н.Яблочковым для питания изобретенных им электрических свечей — нового в то время источника света.
Устройство трансформатора. Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками (рис. 5.3). Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторич ной. Условное обозначение трансформатора приведено на рисунке 5.4.
Трансформатор на холостом ходу. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, которым возбуждается ЭДС индукции в витках каждой обмотки. Сердечник из трансформаторной стали концентрирует магнитное поле, так что магнитный поток существует практически только внутри сердечника и одинаков во всех его сечениях.
Мгновенное значение ЭДС индукции е во всех витках первичной или вторичной обмотки одинаково. Согласно закону Фарадея оно определяется формулой
е = -Ф', (5.1)
где Ф' — производная потока магнитной индукции по времени.
В первичной обмотке, имеющей N1 витков, полная ЭДС индукции e1 равна N1e. Во вторичной обмотке полная ЭДС индукции e2 равна N2e(N2 — число витков этой обмотки). Отсюда следует, что
Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах первичной обмотки примерно равен модулю суммарной ЭДС индукции:
При разомкнутой вторичной обмотке трансформатора ток в ней не идет, и имеет место соотношение
Мгновенные значения ЭДС e1 и e2 изменяются синфазно (одновременно достигают максимума и одновременно проходят через ноль). Поэтому их отношение в формуле (5.2) мояию заменить отношением действующих значений 1 этих ЭДС или, учитывая равенства (5.3) и (5.4), отношением действующих значений напряжений U1 и U2:
Величина К называется коэффициентом трансформации. Он равен отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора. При К > 1 трансформатор является понижающим, а при К < 1 — повышающим.
Работа нагруженного трансформатора. Если к концам вторичной обмотки присоединить цепь, потребляющую электроэнергию, или, как говорят, нагрузить трансформатор, то сила тока во вторичной обмотке уже не будет равна нулю. Появившийся ток создаст в сердечнике свой переменный магнитный поток, который будет уменьшать изменения магнитного потока в сердечнике.
Уменьшение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока, казалось бы должно, в свою очередь, уменьшить ЭДС индукции в первичной обмотке. Это, однако, не произойдет, так как согласно формуле (5.3) . Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличится сила тока в первичной обмотке. Его амплитуда возрастет таким образом, что восстановится прежнее значение амплитуды колебаний результирующего магнитного потока.
Увеличение силы тока в цепи первичной обмотки происходит в соответствии с законом сохранения энергии: отдача электроэнергии в цепь, присоединенную к вторичной обмотке трансформатора, сопровождается потреблением от сети такой же энергии первичной обмоткой. Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, примерно равна мощности во вторичной цепи:
Это означает, что, повышая с помощью трансформатора нанрлжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот).
Трансформатор преобразует переменный электрический ток таким образом, что произведение силы тока на напряжение примерно одинаково в первичной и вторичной обмотках.
1. Что такое коэффициент трансформации! 2. Что понижает или повышает трансформатор!
Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.
Календарно-тематическое планирование по физике, задачи и ответы школьнику онлайн, курсы учителю по физике скачать
Содержание урока
конспект урока
опорный каркас
презентация урока
акселеративные методы
интерактивные технологии
Практика
задачи и упражнения
самопроверка
практикумы, тренинги, кейсы, квесты
домашние задания
дискуссионные вопросы
риторические вопросы от учеников
Иллюстрации
аудио-, видеоклипы и мультимедиа
фотографии, картинки
графики, таблицы, схемы
юмор, анекдоты, приколы, комиксы
притчи, поговорки, кроссворды, цитаты
Дополнения
рефераты
статьи
фишки для любознательных
шпаргалки
учебники основные и дополнительные
словарь терминов
прочие
Совершенствование учебников и уроков
исправление ошибок в учебнике
обновление фрагмента в учебнике
элементы новаторства на уроке
замена устаревших знаний новыми
Только для учителей
идеальные уроки
календарный план на год
методические рекомендации
программы
обсуждения
Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|