- Электромагнитные волны. Передача и распределение энергии. Трансформатор

Конспект урока «Электромагнитные волны. Передача и распределение энергии. Трансформатор» по физике

Урок № 50-169Электромагнитные волны. Передача и распределение энергии. Трансформатор.

Основные типы электро­станций - тепловые (ТЭС) и гидроэлектрические (ГЭС) — различаются характером двигателей, вра­щающих роторы генераторов.
















Передача электроэнер­гии. Процесс представлен на рис 103

Чем длиннее линия электропе­редачи, тем выгоднее ис­пользовать большие напряжения. Генераторы пере­менного тока выдают на­пряжения, не превышаю­щие 20 кВ. Поэтому на электростанциях ставят повышающие трансформаторы, увеличивающие напряже­ние и во столько же раз уменьшающие силу тока. Для подачи потребителю электроэнергии нужного напряжения на концах линии ставят понижающие трансформаторы. Понижение напряжения осу­ществляется поэтапно.

Трансформатор –устройство для преобразования переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз

практически без потери мощности

Устройство: две катушки (обмотки) на общем ферромаг­нитном сердечнике:

N1 — число витков первичной обмотки N2 — число витков вторичной обмотки

Режим холостого хода (нет нагрузки, т.е. I2=0). 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 практически только внут­ри сердечника и одинаков во всех его сечениях. Мгновенное значение ЭДС ин­дукции е в любом витке первич­ной или вторичной обмотки оди­наково. Согласно закону Фарадея оно определяется формулой: е =– Ф', (1)

где Ф' — производная потока маг­нитной индукции по времени.

Если Ф = Фmсоsωt, то Ф'= – ω Фmsinωt (2) Следовательно, е= ω Фmsinωt или е = εmsinωt , (3)

где εm= ω Фm — амплитуда ЭДС в одном витке.

В первичной обмотке, имеющей N1 витков, полная ЭДС индукции е1 равна N1e.

Во вторичной обмотке полная ЭДС е2 равна N2e (N2 — число витков этой обмотки).

Отсюда следует, что = (4)

Обычно активное сопротивление обмоток трансформатора мало, и им можно пренебречь. В этом случае модуль напряжения на зажимах катушки приблизительно равен мо­дулю ЭДС индукции: |u1|≈|е1|. (5). При разомкнутой вторичной об­мотке трансформатора ток в ней не течет и имеет место соотношение: |u2|≈|е2|. (6)

Мгновенные значения ЭДС е1 и е2 изменяются синфазно (одно­временно достигают максимума и од­новременно проходят через нуль). Поэтому их отношение в формуле (4) можно заменить отношением действующих значений ε1и ε2 этих ЭДС или, учитывая равенства (5) и (6), отношением действующих значений напряжений U1 и U2: ===K; К - коэф­фициент трансформации.

К> 1 - трансформатор по­нижающий, K

Режим рабочего хода (есть нагрузка, т.е. I2≠0).

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 создает в сердечнике свой переменный магнитный поток, который по правилу Ленца должен уменьшить изменения магнитного потока в сердечнике.

Но уменьшение амплитуды ко­лебаний результирующего магнит­ного потока должно в свою очередь уменьшить ЭДС индукции в пер­вичной обмотке. Однако это не­возможно, так как согласно (5) |u1|≈|е1|. Поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автома­тически увеличивается сила тока в первичной обмотке. Его амплитуда возрастает таким образом, чтобы восстановить 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 ко вторичной обмотке трансформатора, сопровож­дается потреблением от сети такой же энергии первичной обмоткой. Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к номинальной, приблизительно равна мощности во вторичной цепи: U1I1=U2I2 (8) Отсюда =; это означает, что, повышая с помощью трансформатора напря­жение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока (и наоборот). Коэффициент полезного действия трансформатора η определяется по формуле: η = 100 %









Колебания вектора напряженности электрического поля () и векто­ра магнитной индукции () в любой точке совпадают по фазе.




На­правления векторов и перпендикулярны друг другу и на­правлению распространения волны. Электромагнитная волна явля­ется поперечной


Шкала электромагнитных волн.










Экзаменационные задачи (1-3)

1.Сколько витков во вторичной обмотке трансформатора, если в первичной 20 витков, а трансформатор изменяет напряжение от 200 В до 1000 В?

2.Сила тока во вторичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на ней 200 В. Чему равна сила тока в первичной обмотке, если напряжение на ней 10 В?

3. Трансформатор включён в сеть с напряжением 1000 В и потребляет от сети мощность, равную 400 Вт. Каков КПД трансформатора, если во вторичной обмотке течёт ток 3,8 А, а коэффициент трансформации равен 10?

4. В первой обмотке трансформатора протекает ток, равный 1,5 А, а во второй 8,28 А. Найдите КПД трансформатора, если коэффициент трансформации равен 6

5. В первичной обмотке трансформатора напряжение 220 В, во вторичной – 660 В. Число витков в первичной обмотке 850. Определить число витков во вторичной обмотке и коэффициент трансформации.

6. Трансформатор повышает напряжение с 220 В до 3000 В. Во вторич­ной обмотке протекает ток 0,1 А. Определить силу тока в первичной обмотке, если КПД трансформатора составляет 96 %.

























http://rusevents.pro/

3


Здесь представлен конспект к уроку на тему «Электромагнитные волны. Передача и распределение энергии. Трансформатор», который Вы можете бесплатно скачать на нашем сайте. Предмет конспекта: Физика Также здесь Вы можете найти дополнительные учебные материалы и презентации по данной теме, используя которые, Вы сможете еще больше заинтересовать аудиторию и преподнести еще больше полезной информации.

Список похожих конспектов

Генераторы. Трансформаторы. Передача электрической энергии на расстояние

Генераторы. Трансформаторы. Передача электрической энергии на расстояние

Учитель. : Абигузина Сандугаш Кудасбаевна. . . Предмет:. физика. Класс:. 8 «Б». Тема урока:. Генераторы. Трансформаторы. Передача электрической ...
Электромагнитные волны

Электромагнитные волны

. МБОУ «Куяшская СОШ» 2013 год. . . Ф. И. О. педагога: Р.В.Султанова. Предмет:. ФИЗИКА. Класс. : 9. "Электромагнитные волны". . Цель:. Познакомить ...
Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Превращение энергии в колебательном контуре. Формула Томпсона

Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Превращение энергии в колебательном контуре. Формула Томпсона

Урок № 48-169 Колебательный контур. Свободные электромагнитные колебания. Превращение энергии в колебательном контуре. Формула Томпсона. . . Колебания. ...
Электромагнитные волны

Электромагнитные волны

. . Ф. И. О. педагога: Е.Н.Янгалышева. Предмет:. ФИЗИКА. Класс. : 9. "Электромагнитные волны". . Цель:. Познакомить учащихся с понятием электромагнитной ...
Обобщение и систематизация знаний по теме «Механические колебания и волны

Обобщение и систематизация знаний по теме «Механические колебания и волны

. МБОУ «Клюквинская средняя общеобразовательная школа». Открытый урок по физике в 9 классе на тему«Обобщение и систематизация ...
Закон сохранения механической энергии

Закон сохранения механической энергии

Муниципальное общеобразовательное учреждение. средняя общеобразовательная школа №2. г. Навашино Нижегородской области. Конспект ...
Механические колебания и волны

Механические колебания и волны

Механические колебания и волны. Урок обобщения в 9 классе. Цели урока:. . . обобщить, закрепить знания учащихся по данной теме, совершенствовать ...
Урок-размышления об атомной энергии

Урок-размышления об атомной энергии

Асыржанова Светлана Сергеевна. Акмолинская область. ,. Коргалжынский район,. Арыктинская средняя школ. а. учитель физики.  . Тема:. «Урок-размышления ...
Два способа изменения внутренней энергии

Два способа изменения внутренней энергии

Организационная информация. . . № урока. . . Тема урока. . Два способа изменения внутренней энергии. . . Класс. . 8. . . ...
Превращение одного вида механической энергии в другой

Превращение одного вида механической энергии в другой

. Базанова Наталья Геннадьевна,. учитель физики, МБОУ СОШ № 85, г. Хабаровск. Урок. Физика. 7 класс. Тема: Превращение одного вида механической ...
Световые волны

Световые волны

Контрольная работа по теме: «Световые волны». Цель урока: проконтролировать знания учащихся, полученные при изучении данной темы; умения применять ...
Звуковые волны

Звуковые волны

Разработка урока по теме:. «Звуковые волны». Тип урока: изучение нового материала. . Вид урока: урок - семинар. Цели:. Образовательная. ...
Звуковые волны

Звуковые волны

УРОК ФИЗИКИ на тему. «Звуковые волны» (слайд 1). Цель урока. (слайд 2). :. показать взаимосвязь физики с биологией, географией;. . расширить ...
Закон сохранения энергии в механике

Закон сохранения энергии в механике

Урок № 41. . ФИЗИКА. . 7 класс. . . Закон сохранения энергии в механике. . Дата:. . . ДЗ: §. 39. . . . Цели урока:. 1.Образовательная:. ...
Законы сохранения импульса и энергии

Законы сохранения импульса и энергии

МОУ Каргинская средняя общеобразовательная школа. Конспект урока по теме:. «Законы сохранения импульса и энергии ». ( 10 класс). ...
Закон сохранения полной механической энергии

Закон сохранения полной механической энергии

Урок решения задач для 10 класса по теме. : «Закон сохранения полной механической энергии». . . Урок с применением здоровьесберегающих образовательных ...
Закон сохранения механической энергии

Закон сохранения механической энергии

Конспект учебного занятия « Закон сохранения механической энергии». 10 класс. Цели урока:. убедиться в истинности закона сохранения полной механической ...
Закон сохранения механической энергии

Закон сохранения механической энергии

Муниципальное общеобразовательное учреждение. средняя общеобразовательная школа №2. г. Навашино Нижегородской области. Конспект ...
Определение скорости поверхностной волны

Определение скорости поверхностной волны

Урок физики – 9 класс. Лабораторная работа №4. Определение скорости поверхностной волны. Образование — важнейшее из земных благ,. если оно ...
Звуковые волны

Звуковые волны

Тема урока:. . Звуковые волны. . Цель урока:. . . обобщение и систематизация знаний учащихся о механических колебаниях и волнах; усиление ...

Информация о конспекте

Ваша оценка: Оцените конспект по шкале от 1 до 5 баллов
Дата добавления:30 марта 2016
Категория:Физика
Поделись с друзьями:
Скачать конспект