Конспект урока по теме "Трансформаторы" 11 класс

Тема «Преобразование переменного тока. Трансформатор»

Цель: к концу урока учащиеся должен знать назначение, устройство, принцип действия и основные характеристики трансформатора.

Задачи:

• способствовать формированию представления о преобразовании переменного напряжения, познакомить с назначением, устройством, принципом действия трансформатора, создать условия для изучения характеристик трансформатора;

• способствовать развитию познавательного интереса к предмету на основных достижениях науки и техники; умения анализировать, сравнивать, делать логические выводы;

• способствовать формированию научного мировоззрения, ответственного отношения к учению, содействовать воспитанию усидчивости, аккуратности при выполнении заданий.

Тип урока: урок изучения новых знаний.

Оборудование: учебник «Физика 11» под ред. В.В.Жилко, трансформатор (набор для демонстрации), презентация, чистые листы бумаги для физического диктанта.

Демонстрации: работа трансформатора с нагрузкой, устройство трансформатора, звук работающего трансформатора.

Ход урока:

1.Оргмомент. Приветствие, проверка отсутствующих.

2.Проверка выполнения домашнего задания - § , упр. ( )

3.Актуализация опорных знаний. ( слайд 1)

Учитель:

Что мы уже знаем о переменном токе? ( Выслушать ответы обучающихся)

Уже второй век человечество использует электрический ток в промышленных масштабах. И все эти годы используется в основном переменный ток. В странах Европы и Америки наибольшее распространение получил ток, меняющий свое направление 100-120 раз в секунду. В Беларуси частота переменного тока 50 Гц.

( слайд 1)

Знаете ли вы?

-Какое напряжение у нас в домах?

-Какое напряжение в линии электропередач между городами?

-Каким образом понижают напряжение для использования его в домах и на

производстве?

-Можно ли включить лампочку рассчитанную на напряжение 6В в электрическую

цепь 220В?

Разные потребители электрического тока рассчитаны на разные напряжения. Так, большинство электробытовых приборов рассчитано на напряжение 127 и 220 В, промышленные электродвигатели на 220, 360 и 600 В.
ЭДС генераторов электростанций довольно велика. При передаче электроэнергии используется напряжение в сотни киловатт. Например, электрогенераторы гидроэлектростанций или теплоэлектростанций вырабатывают ток напряжением 10–20 кВ. Но по проводам выгодно передавать ток напряжением 100–1000 кВ. Между тем на практике чаще всего нужно не слишком высокое напряжение. Преобразование переменного тока, при котором напряжение увеличивается или уменьшается в несколько раз практически без потери мощности ( при неизменной частоте тока), осуществляется с помощью трансформаторов. 

4.Физкультминутка.

5.Изложение нового материала. ( в тетради записываем число, тему урока)

Какая цель на уроке?

- изучить трансформатор

Что для этого мы должны выполнить? Какие задачи решить? Что должны узнать ? Что вас интересует?

Задачи ( слайд)

-познакомиться с определением трансформатора

-рассмотреть устройство

-изучить принцип действия

-изучить характеристики

-применить знания на практике.

Трансформатор (от лат. transformo – преобразую) - это устройство, преобразующее переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Трансформатор был изобретён в 1876 г. П.Н.Яблочковым.

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин, на который надеты две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками с различным числом витков N₁ и N2.

Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т.е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной.

Условное обозначение :

Объяснение принципа действия трансформатора ( слайд )

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Магнитное поле, создаваемое переменным током в первичной обмотке, практически без потерь пронизывает витки вторичной обмотки. А это значит:

E₁ = E₂ = ₌

( слайд )

Трансформатор имеет три режима работы:

- режим холостого хода

- рабочий режим

- режим короткого замыкания. Демонстрация опыта

Режим холостого хода – это режим с разомкнутой вторичной обмоткой.

ЭДС первичной обмотки – это U₁

ЭДС вторичной обмотки приблизительно равно U₂ . Значит

 
Величина К называется коэффициентом трансформации. Он равен отношению числа витков первичной катушки к числу витков вторичной катушки или отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора. При К 1 трансформатор является понижающим, а при К

Рабочим ходом трансформатора называется режим, когда во вторичную обмотку включена какая – либо нагрузка. Демонстрация опыта с лампочкой

Режим короткого замыкания – это режим, при котором вторичная обмотка трансформатора замкнута без нагрузки. Данный режим опасен, т.к. сила тока во вторичной обмотке максимальна и происходит электрическая и тепловая перегрузки системы.

Несмотря на достаточно высокий КПД при работе трансформатора имеются потери. С чем связаны они и как с ними бороться предлагаю узнать самостоятельно, поработав с материалом на стр.63 учебника и заполнив таблицу.

Проверка заполнения таблицы.

Использование трансформаторов

• на заводах и фабриках при подаче напряжения к двигателям станков 380–660 В.

• при передаче электроэнергии по проводам от 100 до 1000В;

для электросварки и электроплавки; Демонстрация опыта

• в радиотехнике; и др.

6.Закрепление.

1. Что такое трансформатор?

2. Изобретатель трансформатора?

3. На каком явлении основан принцип действия трансформатора?

4. Коэффициент трансформации?

7.Применение полученных знаний.

- Практическая работа по определению коэффициента трансформации.

1.Определить напряжение на первичной обмотке

2.Определить напряжение на вторичной обмотке

3.Определить коэффициент трансформации

4.Какой это трансформатор?

8.Первичная проверка знаний – тест.

Трансформаторы

1.Трансформатор – это устройство …

а) служащее для преобразования силы и напряжения постоянного тока при неизменной частоте;

б) служащее для получения во внешней цепи постоянного по направлению тока;

в) преобразующее механическую энергию в электрическую;

г) служащее для преобразования силы и напряжения переменного тока при неизменной частоте.

2. Если N₁N₂,то трансформатор…

а) повышающий

б) понижающий

3.Работа трансформатора основана на …

а) законе Джоуля – Ленца;  

б) явлении электромагнитной индукции;

в) законе Ома;

г) законах динамики.

4.Первичная обмотка:

а) соединяется с нагрузкой;

б) подключается к источнику постоянного тока;

в) подключается к источнику переменного тока.

5.Режим работы трансформатора, при котором в цепь его вторичной обмотки включена нагрузка с отличным от нуля сопротивлением называется:

а) рабочим;

б) холостым;

в) режимом короткого замыкания.

6. Коэффициент трансформации рассчитывается по формуле…

а)k=N₁/N₂ ;

б)k= E₂/E₁ ;

в)k= U₂/U₁;

г)k= N₂/N₁.

7.У понижающего трансформатора…

а)k

б)k1 ;

в)k=1;

г)k0.

8.Существует рабочий режим трансформатора и режим…

а) пустой;

б) холостой;

в) любой;

г) не рабочий.

9.Вторичная обмотка:

а) подключается к источнику постоянного тока;

б) подключается к источнику переменного тока;

в) соединяется с нагрузкой.

10.Первичная обмотка трансформатора содержит 185 витков, вторичная – 65. Какой это трансформатор?

а) понижающий;

б) повышающий.

- Тест - ОТВЕТЫ

9.Подведение итогов урока. Рефлексия.

10.Домашнее задание - §9, упр. 9 (1,2,4)

4