Трансформатор. Вспомни явление электромагнитной индукции

1. Трансформатор

Шапиров Р.З. учитель физики
ГБОУ школа №7
Г.Санкт - Петербург

2. Актуализация знаний

Используя карточку, реши следующее
задание:
В чем заключается явление самоиндукции?
Определите энергию магнитного поля
катушки, в котором при силе тока 10 А
индуктивность равна 0,2 Гн

3. Вспомни явление электромагнитной индукции

4. Майкл Фарадей 1791 – 1867 г.г

5.

Производство и передача
электрической энергии
– линии электропередач
служат для передачи электроэнергии от
электростанций в места её потребления
Л
Э
П
ЛЭП
При передачи электроэнергии большое
количество энергии
тратится на нагревание проводов
Е потребляемая = Е генерируемая - Q

6. Согласно закону Джоуля -Ленца:

ЛЭП ~ тока
АЭС
потребитель
l,R,S
Согласно закону Джоуля -Ленца:
потери энергии можно уменьшить за счёт
уменьшения R проводов (провода делают из
материалов с наименьшим уд. сопротивлением меди и алюминия)
R = ρl/S
и более эффективно за счёт уменьшения силы
тока
Q↓, если I↓

7.

Уменьшение потерь электроэнергии
при её передаче –
важнейшая экономическая задача
Назначение трансформатора
P = UI
Чтобы
P = const
при I↓ U↑
Устройство, предназначенное для увеличения или уменьшения
переменного напряжения и силы тока называется
трансформатором

8.

9.

Запиши
характеристики
трансформатора
U1, U2 – электрическое напряжение на
концах первичной и вторичной обмоток.
I1, I2 – сила тока в первичной и вторичной
обмотках.
N1, N2 – число витков первичной и
вторичной обмоток.
k – коэффициент трансформации.

10.

Запиши
КПД трансформатора
Р1 и Р2 – мощность тока в первичной и вторичной обмотках.
η - Коэффициент полезного действия (КПД)

11.

Принцип действия трансформатора
U1
NB
N1
N2
U2
Число витков в обмотках различно N1 ≠ N2
Протекающий в первичной обмотке переменный ток создаёт
(главным образом в сердечнике) переменное магнитное поле, которое, в свою очередь,
порождает переменное электрическое поле. В результате действия этого поля на концах
вторичной обмотки возникает переменное напряжение U2
U1
N1
N2
U2 =
U1
=
U2
N2
N1
Величину U2 можно найти из соотношения:
При N2>N1 U2>U1 - трансформатор будет повышающим
При N2<N1 U2<U1 - трансформатор будет понижающим

12.

Режим нагрузки
В режиме нагрузки во вторичной обмотке появляется
ток I2 , величина которого зависит от сопротивления
нагрузки
I2
I1
U1
E1
U2
Rн
E2
При передаче энергии от первичной катушки к вторичной
возникают потери (нагрев обмоток, сердечника,
перемагничивание сердечника)
Причина возникновения этих потерь
Ввиду потерь мощность во вторичной обмотке меньше
P2 < P1
мощности в первичной обмотке
Однако потери энергии в современных трансформаторах очень малы: 23%, поэтому КПД трансформатора близок к 100%, т.е.
тогда
U1I1 U 2 I 2
или
P2 P1
U1
I2
U2
I1
В обмотке с большим напряжением ток меньше, и наоборот. Увеличивая
напряжение в N раз, мы уменьшаем силу тока во столько же раз

13.

Схема передачи электроэнергии
Для передачи электроэнергии на большие расстояния
напряжение неоднократно трансформируют
При подачи энергии на ЛЭП напряжение повышают (повышающие
трансформаторы), а при снятии с ЛЭП потребителям – понижают (понижающие
трансформаторы
Напряжения в ЛЭП стандартизированы: 35 кВ, 110 кВ, 220 кВ …

14.

Рефлексия
Что вам больше всего понравилось на уроке?
Какие трудности у вас возникли на уроке?
Как вы их преодолевали?
С каким настроением вы заканчиваете урок?

15. Домашние задание

Параграф 46, стр 193