План урока: Генерирование электрической энергии. Трансформатор.

Раздел: «Электромагнитные колебания»

Колледж: КГКП «Костанайский педагогический колледж» Управления образования акимата Костанайской области.

Дата:

ФИО преподавателя: Сыздыкова Б.С.

Группа:

Участвовали:

Не участвовали: -

Тема:

Генерирование электрической энергии. Трансформатор. Производство, передача и потребление электрической энергии.

Цель урока

Формирование представлений об основных принципах преобразования переменного тока, устройстве трансформатора и основных режимах его работы.

Формирование практических умений решать задачи и диагностика степени усвоения знаний по теме «Трансформатор»

Критерии оценивания

Обучающиеся:

Все: Проявляют знание и понимание основных понятий: генератор элек­три­че­ско­го тока, трансформатор, коэффициент трансформации.

Большинство: Умеют решать задачи по образцу

Некоторые: При решении задач свободно владеют изученным материалом.

Языковые цели

Предметная лексика и терминология:

Серия полезных фраз для диалога/письма

Ма­ши­на, в ко­то­рой маг­нит­ный поток, про­ни­зы­ва­ю­щий кон­тур, ме­ня­ет­ся непре­рыв­но пе­ри­о­ди­че­ским об­ра­зом, при этом ге­не­ри­руя элек­три­че­ский ток, на­зы­ва­ет­ся ге­не­ра­то­ром элек­три­че­ско­го тока.

Воспитание ценностей

Құндылық/ ценность: Жалпыұлттық «Мәңгілік Ел» идеясының құндылықтары / Ценности общенациональной идеи «Мәңгілік Ел»/ «Болашаққа бағдар: Рухани жаңғыру»

воспитание доброты, ответственности, настойчивости и познавательной активности обучение на протяжении всей жизни.

Уважение и сотрудничество прививаются на занятии через умение работать в группе.

Межпредметная связь

Самопознание -вопросы из области самопознания. Математика- выполнение математических преобразований и расчётов при решении задач.

Предыдущие знания

Переменный ток

Ресурсы

http://class-fizika.ru; https://bilimland.kz; https://videouroki.net; https://physics.ru; https://infourok.ru

Презентация «Жизнь и деятельность Х. Лоренца»

Карточки. Лист оценивания. Смайлики

Время / этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Оценивание

(метод/ прием/ техника/ стратегия)

Способы дифференциации

Начало урока

Организационный момент.

Приветствие на трех языках:

Сәлематсіз бе, Здравствуйте,Good morning.

«Кто движется вперёд в знаниях, но отстаёт в нравственности, тот более идёт назад, чем вперёд»

Аристотель

Хорошее настроение-первый шаг к удаче.

Для установления благоприятной атмосферы в группе провести тренинг «Комплимент-пожелание».

Обучающиеся могут выразить друг другу пожелание одним словом, предложением в повелительном наклонении тому, кто находится слева от него.

Вход на тему занятия и целеполагание.

Приветствие преподавателя.

Включаются в деловой ритм урока

Словесное одобрение

Проверка домашнего задания

Фронтальный опрос. Вопросы.

Приём «Три хлопка»

Лист с вопросами есть у каждой группы.

Обучающиеся выбирают вопрос, на который хотят ответить.

Остальные обучающиеся, если согласны с ответом, делают три хлопка.

Какой ток называется переменным?

Напишите уравнение гармонических колебаний силы тока.

Выведите уравнение гармонических

колебаний напряжения

Что такое активное сопротивление

проводника?

Какие значения силы тока и напряжения

называются действующими?

Напишите формулу индуктивного

сопротивления.

Напишите формулу емкостного

сопротивления.

Напишите формулу полного

сопротивления участка цепи переменному току.

Напишите формулу закона Ома для

участка цепи при переменном токе.

Почему переменный ток получил такое широкое распространение

Что означает частота в 50 Гц ?

Явление электромагнитной индукции заключается в том, что при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего контур замкнутого проводника, в этом проводнике возникает электрический ток, существующий в течение всего процесса изменения магнитного потока.

Полученный таким способом ток называется индукционным током.

Электрический ток, периодически меняющийся со временем по модулю и направлению, называется переменным током.

В осветительной сети домов и во многих отраслях промышленности используется именно переменный ток. В настоящее время для получения переменного тока используют в основном электромеханические индукционные генераторы, т. е. устройства, в которых механическая энергия преобразуется в электрическую. Индукционными они называются потому, что их действие основано на явлении электромагнитной индукции.

Частота в 50 Гц означает, что на протяжении 1 с ток 50 раз течет в одну сторону и 50 раз в другую.

(ФО) Учитель наблюдает за процессом опроса и даёт обратную связь.

ФО) Самооценивание по листу самооценки

Ребята отвечают на вопросы по желанию.

В группе могут выбрать вопрос, на который хотят ответить.

Основная часть

Изучение нового материала

При подготовке темы обучающиеся используют интернет ресурсы:

http://class-fizika.ru

https://videouroki.net; https://physics.ru; https://infourok.ru

https://bilimland.kz

Используются демонстрации физических явлений.

Генератор электрического тока

В ос­но­ве яв­ле­ния элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции лежит воз­ник­но­ве­ние ин­дук­ци­он­но­го тока в кон­ту­ре при из­ме­не­нии маг­нит­но­го по­то­ка, про­ни­зы­ва­ю­ще­го этот кон­тур. Если со­здать си­сте­му, в ко­то­рой маг­нит­ный поток, про­ни­зы­ва­ю­щий кон­тур, ме­ня­ет­ся по­сто­ян­ным об­ра­зом, то такая си­сте­ма ге­не­ри­ро­ва­ла бы элек­три­че­ский ток непре­рыв­но. При этом со­вер­шен­но неваж­но, про­ис­хо­дит ли дви­же­ние маг­ни­та от­но­си­тель­но кон­ту­ра или дви­же­ние кон­ту­ра от­но­си­тель­но маг­ни­та.

Ма­ши­на, в ко­то­рой маг­нит­ный поток, про­ни­зы­ва­ю­щий кон­тур, ме­ня­ет­ся непре­рыв­но пе­ри­о­ди­че­ским об­ра­зом, при этом ге­не­ри­руя элек­три­че­ский ток, на­зы­ва­ет­ся ге­не­ра­то­ром элек­три­че­ско­го тока. В мо­де­ли две то­ко­про­во­дя­щие ка­туш­ки за­креп­ле­ны на валу и могут вра­щать­ся между по­лю­са­ми маг­ни­тов. Вал со­еди­нен с по­мо­щью ре­мен­ной пе­ре­да­чи с ко­ле­сом, ко­то­рое при­во­дит­ся во вра­ще­ние вруч­ную. Дру­гой конец вала имеет сколь­зя­щие кон­так­ты (кон­так­ты с вы­во­да­ми ка­туш­ки). На сколь­зя­щих кон­так­тах воз­ни­ка­ет элек­три­че­ское на­пря­же­ние, при­бли­зи­тель­но рав­ное ЭДС ин­дук­ции. Вра­ща­ю­ща­я­ся часть ге­не­ра­то­ра на­зы­ва­ет­ся ротор, непо­движ­ная – ста­тор.

На рисунке показана полная схема генератора переменного тока. При вращении ротора какой-либо внешней механической силой, создаваемое им магнитное поле тоже вращается. При этом магнитный поток, пронизывающий витки обмотки статора, периодически меняется, в результате чего в них индуцируется переменный ток.

По прин­ци­пу пред­став­лен­ной мо­де­ли ра­бо­та­ют все ге­не­ра­то­ры пе­ре­мен­но­го тока, в част­но­сти и самые мощ­ные, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся элек­тро­стан­ци­я­ми. В за­ви­си­мо­сти от спо­со­ба, ко­то­рым при­во­дит­ся во вра­ще­ние ротор элек­тро­стан­ции, они под­раз­де­ля­ют­ся на раз­ные типы. На гид­ро­элек­тро­стан­ци­ях вра­ще­ние ро­то­ра про­ис­хо­дит за счет энер­гии па­да­ю­щей воды; на теп­ло­элек­тро­стан­ци­ях– за счет ра­бо­ты во­дя­но­го пара, по­лу­ча­е­мо­го при сжи­га­нии топ­ли­ва; на атом­ных элек­тро­стан­ци­ях– также за счет ра­бо­ты во­дя­но­го пара, ко­то­рый по­лу­ча­ет­ся из-за вы­де­ле­ния атом­ной энер­гии.

Из­вест­но, что при про­те­ка­нии элек­три­че­ско­го тока в про­вод­ни­ке вы­де­ля­ет­ся тепло (по за­ко­ну Джо­у­ля – Ленца), сле­до­ва­тель­но, про­ис­хо­дят по­те­ри энер­гии. Если учесть, что между элек­тро­стан­ци­ей и по­тре­би­те­лем про­тя­ги­ва­ют линии элек­тро­пе­ре­дач на очень боль­шие рас­сто­я­ния, то в этих про­во­дах долж­ны про­ис­хо­дить очень боль­шие по­те­ри энер­гии.

В общем слу­чае схему элек­тро­пе­ре­да­чи можно пред­ста­вить в виде про­стой за­мкну­той цепи. Ис­точ­ник ЭДС (ɛ) об­ла­да­ет внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем r₀. Всех по­тре­би­те­лей тока можно пред­ста­вить как общую на­груз­ку со­про­тив­ле­ни­ем R. Со­еди­ни­тель­ные про­во­да линий пе­ре­дач об­ла­да­ют элек­три­че­ским со­про­тив­ле­ни­ем r.  

Зна­че­ние тока в цепи будет опре­де­лять­ся за­ко­ном Ома для пол­ной цепи.

Обыч­но внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка можно пре­не­бречь, по­сколь­ку оно на­мно­го мень­ше со­про­тив­ле­ний про­во­дов и на­груз­ки.

Так, ЭДС ис­точ­ни­ка можно опре­де­лить по со­от­но­ше­нию 3.

Если умно­жим урав­не­ние 13.3. на ве­ли­чи­ну тока, по­лу­чим со­от­но­ше­ние 4.

Каж­дое из сла­га­е­мых в вы­ра­же­нии 4 имеет опре­де­лён­ный смысл. Так, в левой части ра­вен­ства стоит мощ­ность сто­рон­них сил или мощ­ность ис­точ­ни­ка. Пер­вое сла­га­е­мое в пра­вой части ра­вен­ства пред­став­ля­ет собой мощ­ность, пе­ре­да­ва­е­мую по­тре­би­те­лям, – по­лез­ную мощ­ность. Вто­рое сла­га­е­мое – по­те­ря мощ­но­сти.

При пе­ре­да­че элек­тро­энер­гии важно мак­си­маль­но уве­ли­чить по­лез­ную мощ­ность, сведя к ми­ни­му­му при этом по­те­ри. По­пы­та­ем­ся этого до­стичь. За­ви­си­мость по­лез­ной мощ­но­сти от со­про­тив­ле­ния на­груз­ки R имеет вид:

Можно по­ка­зать, что по­лез­ная мощ­ность как функ­ция со­про­тив­ле­ния на­груз­ки будет иметь мак­си­мум при усло­вии ра­вен­ства со­про­тив­ле­ния на­груз­ки и со­про­тив­ле­ния под­во­дя­щих про­во­дов – со­гла­со­ва­ние со­про­тив­ле­ний.

Если со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка со­по­ста­ви­мо с со­про­тив­ле­ни­ем про­во­дов, то усло­вие мак­си­му­ма по­лез­ной мощ­но­сти будет пред­став­лять собой ра­вен­ство со­про­тив­ле­ния на­груз­ки и суммы со­про­тив­ле­ний про­во­дов и ис­точ­ни­ка. Таким об­ра­зом, по­тре­би­те­лю до­став­ля­ет­ся мак­си­маль­ная мощ­ность, если со­про­тив­ле­ние на­груз­ки равно сумме со­про­тив­ле­ний под­во­дя­щих про­во­дов и ис­точ­ни­ка.

От чего за­ви­сят по­те­ри мощ­но­сти? При за­дан­ной мощ­но­сти ис­точ­ни­ка ток в цепи будет равен от­но­ше­нию мощ­но­сти ис­точ­ни­ка к ЭДС.

Если внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка пре­не­бречь, то на­пря­же­ние на по­лю­сах ис­точ­ни­ка будет равно ЭДС ис­точ­ни­ка.

Тогда мощ­ность по­терь в про­во­дах будет про­пор­ци­о­наль­на квад­ра­ту мощ­но­сти ис­точ­ни­ка и об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на квад­ра­ту на­пря­же­ния на ис­точ­ни­ке.

Для умень­ше­ния мощ­но­сти по­терь необ­хо­ди­мо либо умень­шать со­про­тив­ле­ние под­во­дя­щих про­во­дов, либо уве­ли­чи­вать на­пря­же­ние на элек­тро­стан­ции.

Чтобы из­бе­жать ко­лос­саль­ных по­терь, це­ле­со­об­раз­но су­ще­ствен­но по­вы­сить пре­да­ва­е­мое на­пря­же­ние. На­при­мер, если по­вы­сить пе­ре­да­ва­е­мое на­пря­же­ние с 220 В до 400 кВ, то ука­зан­ные по­те­ри умень­шат­ся в 4 млн. раз. По­это­му пе­ре­да­ча элек­тро­энер­гии на рас­сто­я­ние тре­бу­ет по­вы­ше­ния на­пря­же­ния до 400 или 500 кВ, затем его сни­же­ния до по­тре­би­тель­ско­го уров­ня 220 В. Скон­стру­и­ро­вать элек­тро­стан­ции, вы­ра­ба­ты­ва­ю­щие сразу вы­со­кое на­пря­же­ние, за­труд­ни­тель­но. Элек­тро­стан­ции вы­ра­ба­ты­ва­ют, как пра­ви­ло, невы­со­кое на­пря­же­ние по­ряд­ка 20 кВ. По­это­му сна­ча­ла необ­хо­ди­мо по­вы­сить на­пря­же­ние до 400 кВ, а затем сни­зить до

220 В. По­доб­ные мо­ди­фи­ка­ции пред­став­ля­ют собой тех­ни­че­ски крайне слож­ную за­да­чу при ис­поль­зо­ва­нии по­сто­ян­но­го тока. В слу­чае же пе­ре­мен­но­го тока эта за­да­ча ре­ша­ет­ся го­раз­до проще. Имен­но этим объ­яс­ня­ет­ся то, что все элек­тро­стан­ции и линии пе­ре­дач ра­бо­та­ют на пе­ре­мен­ном токе.

Во время рас­смот­ре­ния от­кры­тия элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции мы об­ра­ща­лись к опы­там Фа­ра­дея. На один сер­деч­ник были на­мо­та­ны две ка­туш­ки: одна свер­ху дру­гой, при этом внут­рен­няя ка­туш­ка ока­зы­ва­лась в маг­нит­ном поле внеш­ней ка­туш­ки. Это и был пер­вый шаг на пути со­зда­ния транс­фор­ма­то­ра.  

Схема транс­фор­ма­то­ра впер­вые по­яви­лась в ра­бо­тах Фа­ра­дея и Джо­зе­фа Генри. Од­на­ко ни один учё­ный не от­ме­чал в воз­мож­но­стях из­ме­не­ние на­пря­же­ний и тока – транс­фор­ми­ро­ва­ние пе­ре­мен­но­го тока.

30 но­яб­ря 1876 г. счи­та­ет­ся датой рож­де­ния пер­во­го транс­фор­ма­то­ра. В этот день П. Н. Яб­лоч­ков по­лу­чил па­тент на изоб­ре­те­ние дан­но­го устрой­ства. После этого воз­ник на­уч­ный ин­те­рес к изу­че­нию пе­ре­мен­но­го тока. И, как след­ствие, воз­ник ин­те­рес к изу­че­нию ме­тал­ли­че­ских, неме­тал­ли­че­ских, маг­нит­ных ма­те­ри­а­лов и со­зда­нию о них тео­рий.  

Рас­смот­рим неко­то­рые ос­но­вы тео­рии транс­фор­ма­то­ров. Транс­фор­ма­тор – это тех­ни­че­ское устрой­ство, пред­на­зна­чен­ное для пре­об­ра­зо­ва­ния пе­ре­мен­но­го тока, при ко­то­ром на­пря­же­ние уве­ли­чи­ва­ет­ся или умень­ша­ет­ся в несколь­ко раз. Любой транс­фор­ма­тор (рис. 3) со­сто­ит из си­сте­мы ка­ту­шек и сер­деч­ни­ка.

Ба­зо­вый прин­цип дей­ствия транс­фор­ма­то­ра (рис. 4) со­сто­ит в том, что в ос­но­ве его ра­бо­ты лежит яв­ле­ние элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции. Одну из ка­ту­шек – пер­вич­ную – под­клю­ча­ют к ис­точ­ни­ку пе­ре­мен­но­го тока. Про­те­ка­ю­щий по пер­вич­ной об­мот­ке пе­ре­мен­ный ток со­зда­ёт пе­ре­мен­ный маг­нит­ный поток, про­ни­зы­ва­ю­щий сер­деч­ник – маг­ни­то­про­вод. Из­ме­ня­ю­щий­ся в сер­деч­ни­ке маг­нит­ный поток со­зда­ёт ЭДС ин­дук­ции во вто­рой ка­туш­ке. Эта ЭДС ин­дук­ции со­зда­ёт во вто­рич­ной об­мот­ке пе­ре­мен­ный ток.

Транс­фор­ма­тор обо­зна­ча­ет­ся сле­ду­ю­щим об­ра­зом: цен­траль­ная ши­ро­кая линия со­от­вет­ству­ет сер­деч­ни­ку, пер­вич­ная об­мот­ка, обыч­но слева, и вто­рич­ная об­мот­ка – спра­ва, число по­лу­окруж­но­стей в очень гру­бом при­бли­же­нии сим­во­ли­зи­ру­ет число вит­ков в об­мот­ке.

Холостой режим. Су­ще­ству­ет два ре­жи­ма ра­бо­ты транс­фор­ма­то­ра. Рас­смот­рим си­ту­а­цию, при ко­то­рой вто­рич­ная об­мот­ка не за­мкну­та на на­груз­ку по­тре­би­те­ля. Такой режим ра­бо­ты на­зы­ва­ет­ся хо­ло­стой ход. При про­пус­ка­нии пе­ре­мен­но­го тока через пер­вич­ную об­мот­ку в сер­деч­ни­ке воз­ни­ка­ет пе­ре­мен­ный маг­нит­ный поток. Сер­деч­ник устро­ен таким об­ра­зом, чтобы маг­нит­ный поток пол­но­стью оста­вал­ся внут­ри этого сер­деч­ни­ка. Мгно­вен­ное зна­че­ние ЭДС ин­дук­ции в любом витке будет равно пер­вой про­из­вод­ной маг­нит­но­го по­то­ка со зна­ком минус.

Если поток ме­ня­ет­ся по гар­мо­ни­че­ско­му за­ко­ну, то и ЭДС ин­дук­ции будет ме­нять­ся по гар­мо­ни­че­ско­му за­ко­ну, но со сдви­гом фазы 90°.

В пер­вич­ной об­мот­ке с чис­лом вит­ков N₁ пол­ная ЭДС ин­дук­ции будет равна про­из­ве­де­нию мгно­вен­но­го зна­че­ния ЭДС на число вит­ков в этой об­мот­ке.

Во вто­рич­ной об­мот­ке сум­мар­ное зна­че­ние ЭДС также будет равно про­из­ве­де­нию мгно­вен­но­го зна­че­ния ЭДС на число вит­ков во вто­рич­ной об­мот­ке.

От­но­ше­ние ЭДС в пер­вич­ной об­мот­ке к ЭДС в вто­рич­ной об­мот­ке равно от­но­ше­нию числа вит­ков в пер­вич­ной и вто­рич­ной об­мот­ках.

По­сколь­ку обыч­но элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние об­мо­ток транс­фор­ма­то­ра – до­ста­точ­но малая ве­ли­чи­на, ко­то­рой можно пре­не­бречь, то мо­дуль на­пря­же­ния на за­жи­мах пер­вич­ной ка­туш­ки при­бли­зи­тель­но равен ЭДС ин­дук­ции пер­вич­ной ка­туш­ки.

При хо­ло­стом ходе вто­рич­ная об­мот­ка не за­мкну­та – ток в ней не про­те­ка­ет, сле­до­ва­тель­но, на­пря­же­ние между за­жи­ма­ми вто­рич­ной об­мот­ки равно ЭДС ин­дук­ции в этой об­мот­ке.

Мгно­вен­ные зна­че­ния ЭДС в обеих об­мот­ках из­ме­ня­ют­ся син­фаз­но: од­но­вре­мен­но до­сти­га­ют мак­си­му­ма, ми­ни­му­ма и про­хо­дят через ноль. Сле­до­ва­тель­но, от­но­ше­ние ЭДС в обеих об­мот­ках можно за­ме­нить на от­но­ше­ние двух дей­ству­ю­щих на­пря­же­ний в них. Так, для двух ка­ту­шек транс­фор­ма­то­ра от­но­ше­ние числа вит­ков – ве­ли­чи­на по­сто­ян­ная – ко­эф­фи­ци­ент транс­фор­ма­ции (K).

Если K 1, на­пря­же­ние на за­жи­мах вто­рич­ной ка­туш­ки мень­ше, чем на­пря­же­ние на за­жи­мах пер­вич­ной, а транс­фор­ма­тор с таким ко­эф­фи­ци­ен­том – по­ни­жа­ю­щий. Если K по­вы­ша­ю­щий.

В ре­жи­ме хо­ло­сто­го хода, когда вто­рич­ная об­мот­ка не под­клю­че­на к на­груз­ке, ЭДС ин­дук­ции в пер­вич­ной об­мот­ке прак­ти­че­ски пол­но­стью ком­пен­си­ру­ет на­пря­же­ние, по­да­ва­е­мое от ис­точ­ни­ка, и при этом ток в пер­вич­ной об­мот­ке крайне ма­лень­кий. В ре­жи­ме хо­ло­сто­го хода ток в пер­вич­ной об­мот­ке ха­рак­те­ри­зу­ет ве­ли­чи­ну по­терь в сер­деч­ни­ке. При этом мощ­ность по­терь можно вы­чис­лить путём умно­же­ния тока хо­ло­сто­го хода на на­пря­же­ние, по­да­ва­е­мое от ис­точ­ни­ка.

Рас­смот­рим те­перь вто­рой режим ра­бо­ты транс­фор­ма­то­ра – режим с на­груз­кой. В этом ре­жи­ме вто­рич­ная об­мот­ка под­ве­де­на к на­груз­ке по­тре­би­те­ля. При под­клю­че­нии на­груз­ки во вто­рич­ной об­мот­ке воз­ни­ка­ет элек­три­че­ский ток, ко­то­рый своим маг­нит­ным полем пре­пят­ству­ет из­ме­не­нию маг­нит­но­го по­то­ка в пер­вич­ной об­мот­ке. В ре­зуль­та­те, в пер­вич­ной об­мот­ке на­ру­ша­ет­ся ра­вен­ство ЭДС ин­дук­ции и ЭДС ис­точ­ни­ка. Как след­ствие, в пер­вич­ной об­мот­ке на­чи­на­ет воз­рас­тать элек­три­че­ский ток. Воз­рас­та­ет он до тех пор, пока маг­нит­ный поток не до­стиг­нет прак­ти­че­ски преж­не­го зна­че­ния. Уве­ли­че­ние тока в цепи пер­вич­ной об­мот­ки  про­ис­хо­дит в со­от­вет­ствии с за­ко­ном со­хра­не­ния энер­гии – по­те­ри энер­гии в ка­туш­ке, при­со­еди­нён­ной ко вто­рич­ной об­мот­ке, ком­пен­си­ру­ют­ся по­треб­ле­ни­ем от ис­точ­ни­ка пи­та­ния точно такой же энер­гии. Мощ­ность пер­вич­ной цепи при на­груз­ке транс­фор­ма­то­ра при­бли­зи­тель­но равна мощ­но­сти во вто­рич­ной цепи.

По­лу­чим, что от­но­ше­ние на­пря­же­ний на ка­туш­ках транс­фор­ма­то­ра при­бли­зи­тель­но равно об­рат­но­му от­но­ше­нию токов в этих ка­туш­ках:

По­вы­шая с по­мо­щью транс­фор­ма­то­ра на­пря­же­ние в несколь­ко раз, мы во столь­ко же раз умень­ша­ем ток.

Из­вест­но, что для со­зда­ния транс­фор­ма­то­ров необ­хо­ди­мо хо­ро­шо знать свой­ства ма­те­ри­а­лов. На се­год­ня по­те­ри в неко­то­рых транс­фор­ма­то­рах со­став­ля­ют

2–3% от мощ­но­сти ис­точ­ни­ка. В круп­ных си­ло­вых транс­фор­ма­то­рах эти по­те­ри могут иметь боль­шие зна­че­ния, и для их ра­бо­ты ис­поль­зу­ют мощ­ные си­сте­мы охла­жде­ния.

Используется приём «Цветные карточки» для осуществления обратной связи.

Выступать может вся группа или спикер (один представитель или представители группы)

Первичне закрепление

Тест

Вопрос № 1 

Какое устройство вырабатывает электрический ток?

А. Конденсатор

В. Трансформатор

С. Генератор

Д. Выпрямитель

Ответ: С

Вопрос № 2 

Как называется вращающаяся часть генератора?
А. Статор

В. Ротор

С. Скользящие контакты

Д. Щетки
Ответ: В

Вопрос № 3 

Сила тока в цепи изменяется со временем по закону I = 3sin 20t. Чему равна частота электрических колебаний?

А. 20t Гц

В. 10/п Гц

С. 3 Гц

Д. 20 Гц

Ответ: В

Вопрос № 4 

Работа трансформатора основана на явлении:

А. магнитной индукции

В. нет правильного ответа

С. самоиндукции

Д. электромагнитной индукции

Ответ: Д

Вопрос № 5 

Для уменьшения потерь мощности в линиях электропередачи...

А. увеличивают и силу тока, и напряжение

В. уменьшают силу тока, увеличивая напряжение

С. увеличивают силу тока, уменьшая напряжение
Ответ: В

Вопрос № 6 

Единицей измерения индуктивности в системе СИ является:

А. Дж/с*Гн

В. Гн

С. В/м

Д. Ом/с

Ответ: В

Вопрос № 7 

Скользящие контакты на роторах промышленных генераторов служат для..

А. увеличения потока магнитной индукции, а, следовательно, и амплитуды индуцируемой ЭДС

В. ослабления паразитных вихревых токов (токов Фуко)

С. того, чтобы можно было использовать тихоходные первичные двигатели

Д. подвода тока к ротору или отвода его во внешнюю цепь

Ответ: Д

Вопрос № 8 

По какой формуле определяют коэффициент трансформации

А. k=U2/U1

В. k=N2/N1

С.

Д. k= U1/N1

Ответ: С

Вопрос № 9 
В индукционных генераторах происходит превращение...

А. механической энергии в электрическую

В. энергии электрического поля в энергию магнитного поля

С. электрической энергии в механическую

Д. электрической энергии во внутреннюю

Ответ: А

Вопрос № 10

Кто изобрёл трансформатор?

А. Д. Генри

В. М.Фа­ра­дей

С. П. Н. Яб­лоч­ков

Д. Д.Максвелл

Ответ: С

Обратная связь словесным поощрением.

Физминутка

• Физминутка

Выполняют физминутку

Проводит физминутку желающий обуч.

Закрепление н/м

Выполнение заданий по методу «Думай, решай, делись»

Задачи:

1.Почему трансформатор при подключении к источнику постоянного тока может выйти из строя?

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

3.Почему нагруженный трансформатор гудит?

4.Трансформатор повышает напряжение с 220 В до 660 В и содержит в первичной обмотке 850 витков. Определите коэффициент трансформации и число витков во вторичной обмотке.

Критерии оценивания:

Применить формулу коэффициента трансформации.

Дескрипторы:

Проанализировать условие задачи

Перевести данные физических величин в СИ

Записать и преобразовать формулу для нахождения неизвестной величины

Подставить числовые значения и провести расчеты.

Записать ответ.

По методу «Думай, решай, делись» решают самостоятельно задачи, обсуждают решение в группе, делятся с одноклассниками путями решения.

Ответы:

1.При постоянном токе обмотка трансформатора обладает только незначительным активным сопротивлением, поэтому сильно нагревается за счёт большой силы тока и может перегореть.

2.Короткозамкнутый виток создаёт для трансформатора чрезмерно большую нагрузку, так как сопротивление на этом участке практически отсутствует. Тогда по этому витку проходит чрезмерно большой ток, в результате весь трансформатор перегревается.

3.При перемагничивании в местах неплотного соединения стальной сердечник трансформатора совершает колебательное движение, которое распространяется в пространстве со звуковой скоростью. Стандартная частота переменного тока 50 Гц, частота издаваемого звука 100 Гц.

4. k=1/3; N₂ =2550

Приём «Цветные карточки»

З-всё понятно

Ж-Есть вопросы

К- Не понятно

ФО) Самооценивание по листу самооценки.

Активным группам выдаются «Веселые заряды»

Студенты, которые подняли зеленую карточку по всем заданиям, приходят на помощь тем, кто поднял карточки желтого и красного цвета.

Диалог, если некоторым студентам потребуется подробная и конкретная помощь в ходе выполнения задания.

Итоги

Конец занятия

Подсчитай свои баллы и оцени свою работу!

5 б– «5»; 4 б.- «4»; 3- б. – «3»; менее 3 баллов – не отчаивайся, надо еще все повторить!

Оценка__________________

Студент, один из наиболее мотивированных (по желанию) делает общий вывод по достижению цели занятия.

Домашнее задание

Изучить параграф

Ответить на вопросы к параграфу (устно)

Решить задачи:

1.Определи КПД понижающего (в 20 раз) трансформатора, если от сети 220 В он потребляет ток 0,1 А, а через нагрузку при этом идёт ток 1 А

2.Мощный трансформатор понижает напряжение с 220 В до 11В. Эффективная сила тока во вторичной обмотке (из 100 витков) равна 5 А. Сколько витков в первичной обмотке?

Записывают домашнее задание

Инструкция по выполнению домашнего задания.

Приём «Цветные карточки»

Рефлексия учителя по проведенному уроку

Рефлексия.

Приём «Телеграмма»: обучающимся предлагаю кратко написать

самое важное, что уяснил на уроке с пожеланиями соседу по парте и отправить (обменяться).