Трансформатор. Передача електроенергії на відстань та її використання

KNOWLEDGE HYPERMARKET

 		Версия 14:00, 21 декабря 2009 (просмотреть исходный код)
User7  (Обсуждение | вклад)
← Предыдущая правка
		Версия 14:04, 21 декабря 2009 (просмотреть исходный код)
User7  (Обсуждение | вклад) 
Следующая правка →
		
Строка 3:
Строка 3:
 <br> <metakeywords>Фізика, клас, урок, на тему, 11 клас, Трансформатор, Розв’язування задач, Передача електроенергії на відстань та її використання.</metakeywords>ТРАНСФОРМАТОР. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ. ПЕРЕДАЧА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА ВІДСТАНЬ ТА ЇЇ ВИКОРИСТАННЯ    <br> <metakeywords>Фізика, клас, урок, на тему, 11 клас, Трансформатор, Розв’язування задач, Передача електроенергії на відстань та її використання.</metakeywords>ТРАНСФОРМАТОР. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ. ПЕРЕДАЧА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА ВІДСТАНЬ ТА ЇЇ ВИКОРИСТАННЯ  
  
  + <br> 
  
  + ТРАНСФОРМАТОР 
  
- ТРАНСФОРМАТОР + Однією з важливих переваг змінного струму над постійним є те, що силу струму і напругу змінного струму можна в найширших межах перетворювати (трансформувати) без істотних втрат потужності. Для зменшення витрат електричної енергії в лініях електропередач силу струму в них зменшують, а напругу збільшують до сотень тисяч і більше вольт, а в місцях споживання електроенергії напругу знижують до необхідних значень (сила струму при цьому відповідно зростає). 
  
- Однією з важливих переваг змінного струму над постійним є те, що силу струму і напругу змінного струму можна в найширших межах перетворювати (трансформувати) без істотних втрат потужності. Для зменшення витрат електричної енергії в лініях електропередач силу струму в них зменшують, а напругу збільшують до сотень тисяч і більше вольт, а в місцях споживання електроенергії напругу знижують до необхідних значень (сила струму при цьому відповідно зростає). + Трансформатор (мал.З. 21) в основному складається з двох (або більшої кількості) котушок, намотаних на феромагнітне (наприклад, сталеве) осердя. Одну з цих котушок (обмоток), яка приєднується до лінії від генератора, називають первинною. Споживачі (електродвигуни, лампи, нагрівники тощо) приєднуються до вторинної обмотки трансформатора.<br>Осердя багатьох трансформаторів виготовляють із трансформатичної сталі і роблять замкненим, щоб зменшити втрати енергії в ньому. Сталь беруть у вигляді пластин, ізольованих одна від одної, що зменшує втрати енергії в разі виникнення вихрових струмів.  
  
- Трансформатор (мал.З. 21) в основному складається з двох (або більшої кількості) котушок, намотаних на феромагнітне (наприклад, сталеве) осердя. Одну з цих котушок (обмоток), яка приєднується до лінії від генератора, називають первинною. Споживачі (електродвигуни, лампи, нагрівники тощо) приєднуються до вторинної обмотки трансформатора.<br>Осердя багатьох трансформаторів виготовляють із трансформатичної сталі і роблять замкненим, щоб зменшити втрати енергії в ньому. Сталь беруть у вигляді пластин, ізольованих одна від одної, що зменшує втрати енергії в разі виникнення вихрових струмів. + Змінний струм, що проходить у колі первинної обмотки l з кількістю витків N<sub>1</sub>, створює в осерді змінне магнітне поле. Це поле є спільним для обох обмоток трансформатора. У вторинній обмотці трансформатора 2 з кількістю витків N<sub>2 </sub>індукується електрорушійна сила.  
  
- Змінний струм, що проходить у колі первинної обмотки l з кількістю витків N<sub>1</sub>, створює в осерді змінне магнітне поле. Це поле є спільним для обох обмоток трансформатора. У вторинній обмотці трансформатора 2 з кількістю витків N<sub>2 </sub>індукується електрорушійна сила. + Оскільки обмотки трансформатора мають спільне змінне магнітне поле, то в кожному їх витку виникає однакова електрорушійна<br>За допомогою трансформаторів можна в широких межах змінювати сили струму і напруги змінних струмів без істотних втрат потужності сила. Електрорушійна сила в обмотках пропорційна кількості витків у них: 
  
- Оскільки обмотки трансформатора мають спільне змінне магнітне поле, то в кожному їх витку виникає однакова електрорушійна<br>За допомогою трансформаторів можна в широких межах змінювати сили струму і напруги змінних струмів без істотних втрат потужності сила. Електрорушійна сила в обмотках пропорційна кількості витків у них: + gj _Ni 
  
- gj _Ni + Якщо коло вторинної обмотки розімкнене, то таке явище називають холостим ходом трансформатора. У цьому разі напруга U<sub>2</sub> дорівнює електрорушійній силі ЇЇ2. У первинній обмотці при цьому проходить струм невеликої сили — струм холостого ходу. Тому U\ * &lt;&amp;\. 
  
- Якщо коло вторинної обмотки розімкнене, то таке явище називають холостим ходом трансформатора. У цьому разі напруга U<sub>2</sub> дорівнює електрорушійній силі ЇЇ2. У первинній обмотці при цьому проходить струм невеликої сили — струм холостого ходу. Тому U\ * &lt;&amp;\. + Отже, під час холостого ходу напруги на обмотках трансформатора можна вважати пропорційними кількостям витків у них: 
  
- Отже, під час холостого ходу напруги на обмотках трансформатора можна вважати пропорційними кількостям витків у них: + U2&nbsp;&nbsp;&nbsp; N2 
  
- U2&nbsp;&nbsp;&nbsp; N2 + де ''k'' — коефіцієнт трансформації. 
  
- де ''k'' — коефіцієнт трансформації. + Якщо ''k'' &lt; 1, то U<sub>2 </sub>&gt; U<sub>1</sub> і трансформатор є підвищувальним; якщо ''k'' &gt; 1, напруга U<sub>2</sub> менша від U<sub>1</sub> і трансформатор є знижувальним.  
  
- Якщо ''k'' &lt; 1, то U<sub>2 </sub>&gt; U<sub>1</sub> і трансформатор є підвищувальним; якщо ''k'' &gt; 1, напруга U<sub>2</sub> менша від U<sub>1</sub> і трансформатор є знижувальним. + Коли до вторинної обмотки приєднують споживачі, вторинне коло замикається — це так званий робочий хід трансформатора. Струм І<sub>2</sub> вторинної обмотки є індукційним, тому його магнітне поле відповідно до закону Ленца послаблює магнітне поле, яке його викликало. Отже, магнітний потік в осерді зменшується, а відповідно зменшується і Щ. Сила струму I<sub>1</sub> зростає до значення, коли магнітний потік в осерді стане таким, як і був раніше.  
  
- Коли до вторинної обмотки приєднують споживачі, вторинне коло замикається — це так званий робочий хід трансформатора. Струм І<sub>2</sub> вторинної обмотки є індукційним, тому його магнітне поле відповідно до закону Ленца послаблює магнітне поле, яке його викликало. Отже, магнітний потік в осерді зменшується, а відповідно зменшується і Щ. Сила струму I<sub>1</sub> зростає до значення, коли магнітний потік в осерді стане таким, як і був раніше. + Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, можна вважати, що U\ ~ &lt;$\ і U2 * Щ.  
  
- Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, можна вважати, що U\ ~ &lt;$\ і U2 * Щ. + Сучасні трансформатори мають коефіцієнти корисної дії від 90 до 99,5%, тобто втрати енергії в них незначні. Тому наближено<br>Px*P2;IxUx*hU2, 
  
- Сучасні трансформатори мають коефіцієнти корисної дії від 90 до 99,5%, тобто втрати енергії в них незначні. Тому наближено<br>Px*P2;IxUx*hU2, + При розімкненому колі вторинної обмотки трансформатора явище називають його холостим ходом 
  
- При розімкненому колі вторинної обмотки трансформатора явище називають його холостим ходом + Коефіцієнт трансформації при холостому ході визначається відношенням кількостей витків в обмотках трансформатора  
  
- Коефіцієнт трансформації при холостому ході визначається відношенням кількостей витків в обмотках трансформатора + Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, то можна вважати, що
  
- Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, то можна вважати, що<br><br>Один і той самий трансформатор, якщо в ньому є кілька обмоток, може бути як підвищувальним, так і знижувальним, або якщо за наявності лише двох обмоток поміняти їх місцями.<br>91. Які функції електричного трансформатора? 2. З яких основних частин складається трансформатор? ■&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3. З яких речовин виготовляються осердя трансформаторів?<br>4.&nbsp; Які обмотки трансформаторів вважають первинними і які вторинними?<br>5.&nbsp; Що таке коефіцієнт трансформації?<br>6.&nbsp; Що таке холостий і робочий хід трансформатора?<br>7. Який коефіцієнт корисної дії мають сучасні трансформатори?<br>ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗУВАННЯ 13<br>1. На фото подано осцилограму вільних коливань у коливальному контурі (С = 0,25 мкФ).<br>1) Дослідіть, чи залежить період вільних коливань від їх амплітуди.<br>2) Визначте період, частоту і циклічну частоту коливань, якщо вони відбуваються протягом 0,01 с.<br>3) Визначте індуктивність котушки контура.<br>2.&nbsp; Коливальний контур складається з конденсатора ємністю 10 пФ і котушки індуктивністю 3 мГн. Знайдіть частоту електромагнітних коливань у контурі.<br>3.&nbsp; В коливальному контурі максимальний електричний заряд конденсатора 10~6 Кл, а максимальна сила струму — 0,03 А. Який період електромагнітних коливань у контурі?<br>4.&nbsp; Конденсатор ємністю 50 пФ спочатку з'єднали з джерелом постійного струму з електрорушійною силою З В, а потім з котушкою індуктивністю 5 мкГн. Яка частота коливань, що відбуваються в контурі? Яка максимальна сила струму в контурі?&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <br>5.&nbsp; Електричний заряд на пластинах конденсатора коливального контура змінюється з часом згідно з рівнянням q= 10~6cosl057i/. Запишіть рівняння залежності сили струму від часу.&nbsp;&nbsp; Знайдіть&nbsp; період і частоту коливань у контурі, амплітуду коливань заряду і сили струму.<br>6.&nbsp; Конденсатор ємністю 20 мкФ зарядили до напруги 400 В і приєднали до котушки з певною індуктивністю. В контурі виникли затухаючі коливання. Яка кількість теплоти виділиться в контурі за час, коли амплітуда коливань напруги зменшиться у 4 рази?<br>7.&nbsp; Маємо послідовно з'єднані резистор з опором 3,9 кОм і конденсатор ємністю 0,25 мкФ. До такої ділянки кола прикладено напругу промислової частоти (50 Гц). Визначте: 1) ємнісний опір ділянки кола; 2) повний опір ділянки кола; 3) коефіцієнт потужності; 4) зсув фаз сили струму і напруги на ділянці кола; 5) котушку якої індуктивності треба з'єднати послідовно з резистором і конденсатором, щоб спостерігався резонанс?<br>8.&nbsp; У коло змінного струму увімкнемо конденсатор ємністю 1 мкФ і —'дросель (котушку)&nbsp; індуктивністю 0,1&nbsp; Гн.&nbsp; Знайдіть відношення<br>індуктивного опору до ємнісного за частоти 50 Гц і 5 кГц. За якої частоти струму ці опори будуть однаковими?"?^ явище при цьому спостерігається?<br>9.&nbsp; Первинна обмотка силового трансформатора радіоприймача має 2200 витків. Скільки витків повинна мати вторинна обмотка, що використовується для живлення споживача за напруги 5 В і сили струму 2 А? Опір вторинної обмотки 0,1 Ом. Напруга в мережі 220 В. Яка сила струму у первинній обмотці трансформатора?<br>10.&nbsp; На замкнуте залізне осердя надіто дві обмотки. Як визначити чис¬ло витків у кожній з обмоток, якщо в розпорядженні є джерело змінного струму, провідники довільної довжини і вольтметри на будь-які значення напруг?<br><br>  
  
  
  + звідки<br><br>Один і той самий трансформатор, якщо в ньому є кілька обмоток, може бути як підвищувальним, так і знижувальним, або якщо за наявності лише двох обмоток поміняти їх місцями.
  + 
  + ЗАПИТАННЯ
  + 
  + 1. Які функції електричного трансформатора?
  + 
  + 2. З яких основних частин складається трансформатор? 
  + 
  + 3. З яких речовин виготовляються осердя трансформаторів?<br>4. Які обмотки трансформаторів вважають первинними і які вторинними?<br>5. Що таке коефіцієнт трансформації?<br>6. Що таке холостий і робочий хід трансформатора?<br>7. Який коефіцієнт корисної дії мають сучасні трансформатори?
  + 
  + 
  + 
  + ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗУВАННЯ 13<br>1. На фото подано осцилограму вільних коливань у коливальному контурі (С = 0,25 мкФ).<br>1) Дослідіть, чи залежить період вільних коливань від їх амплітуди.<br>2) Визначте період, частоту і циклічну частоту коливань, якщо вони відбуваються протягом 0,01 с.<br>3) Визначте індуктивність котушки контура.<br>2. Коливальний контур складається з конденсатора ємністю 10 пФ і котушки індуктивністю 3 мГн. Знайдіть частоту електромагнітних коливань у контурі.<br>3. В коливальному контурі максимальний електричний заряд конденсатора 10~6 Кл, а максимальна сила струму — 0,03 А. Який період електромагнітних коливань у контурі?<br>4. Конденсатор ємністю 50 пФ спочатку з'єднали з джерелом постійного струму з електрорушійною силою З В, а потім з котушкою індуктивністю 5 мкГн. Яка частота коливань, що відбуваються в контурі? Яка максимальна сила струму в контурі?&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <br>5. Електричний заряд на пластинах конденсатора коливального контура змінюється з часом згідно з рівнянням q = 10<sup>-6</sup>cos10<sup>5</sup>''пt''. Запишіть рівняння залежності сили струму від часу. Знайдіть&nbsp; період і частоту коливань у контурі, амплітуду коливань заряду і сили струму.<br>6. Конденсатор ємністю 20 мкФ зарядили до напруги 400 В і приєднали до котушки з певною індуктивністю. В контурі виникли затухаючі коливання. Яка кількість теплоти виділиться в контурі за час, коли амплітуда коливань напруги зменшиться у 4 рази?<br>7. Маємо послідовно з'єднані резистор з опором 3,9 кОм і конденсатор ємністю 0,25 мкФ. До такої ділянки кола прикладено напругу промислової частоти (50 Гц). Визначте: 1) ємнісний опір ділянки кола; 2) повний опір ділянки кола; 3) коефіцієнт потужності; 4) зсув фаз сили струму і напруги на ділянці кола; 5) котушку якої індуктивності треба з'єднати послідовно з резистором і конденсатором, щоб спостерігався резонанс?<br>8. У коло змінного струму увімкнемо конденсатор ємністю 1 мкФ і — дросель (котушку) індуктивністю 0,1 Гн.&nbsp; Знайдіть відношення індуктивного опору до ємнісного за частоти 50 Гц і 5 кГц. За якої частоти струму ці опори будуть однаковими?"?^ явище при цьому спостерігається?<br>9. Первинна обмотка силового трансформатора радіоприймача має 2200 витків. Скільки витків повинна мати вторинна обмотка, що використовується для живлення споживача за напруги 5 В і сили струму 2 А? Опір вторинної обмотки 0,1 Ом. Напруга в мережі 220 В. Яка сила струму у первинній обмотці трансформатора?<br>10. На замкнуте залізне осердя надіто дві обмотки. Як визначити число витків у кожній з обмоток, якщо в розпорядженні є джерело змінного струму, провідники довільної довжини і вольтметри на будь-які значення напруг?<br><br> 
  
 ''Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас<br>Вислано читачами з інтернет-сайтів&nbsp;&nbsp; ''<br>    ''Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас<br>Вислано читачами з інтернет-сайтів&nbsp;&nbsp; ''<br>  
Версия 14:04, 21 декабря 2009
Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 11 клас>> Фізика: Трансформатор. Передача електроенергії на відстань та її використання 

 ТРАНСФОРМАТОР. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ. ПЕРЕДАЧА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА ВІДСТАНЬ ТА ЇЇ ВИКОРИСТАННЯ 

 
ТРАНСФОРМАТОР 
Однією з важливих переваг змінного струму над постійним є те, що силу струму і напругу змінного струму можна в найширших межах перетворювати (трансформувати) без істотних втрат потужності. Для зменшення витрат електричної енергії в лініях електропередач силу струму в них зменшують, а напругу збільшують до сотень тисяч і більше вольт, а в місцях споживання електроенергії напругу знижують до необхідних значень (сила струму при цьому відповідно зростає). 
Трансформатор (мал.З. 21) в основному складається з двох (або більшої кількості) котушок, намотаних на феромагнітне (наприклад, сталеве) осердя. Одну з цих котушок (обмоток), яка приєднується до лінії від генератора, називають первинною. Споживачі (електродвигуни, лампи, нагрівники тощо) приєднуються до вторинної обмотки трансформатора.
Осердя багатьох трансформаторів виготовляють із трансформатичної сталі і роблять замкненим, щоб зменшити втрати енергії в ньому. Сталь беруть у вигляді пластин, ізольованих одна від одної, що зменшує втрати енергії в разі виникнення вихрових струмів. 
Змінний струм, що проходить у колі первинної обмотки l з кількістю витків N₁, створює в осерді змінне магнітне поле. Це поле є спільним для обох обмоток трансформатора. У вторинній обмотці трансформатора 2 з кількістю витків N₂індукується електрорушійна сила. 
Оскільки обмотки трансформатора мають спільне змінне магнітне поле, то в кожному їх витку виникає однакова електрорушійна
За допомогою трансформаторів можна в широких межах змінювати сили струму і напруги змінних струмів без істотних втрат потужності сила. Електрорушійна сила в обмотках пропорційна кількості витків у них: 
gj _Ni 
Якщо коло вторинної обмотки розімкнене, то таке явище називають холостим ходом трансформатора. У цьому разі напруга U₂ дорівнює електрорушійній силі ЇЇ2. У первинній обмотці при цьому проходить струм невеликої сили — струм холостого ходу. Тому U\ * <&\. 
Отже, під час холостого ходу напруги на обмотках трансформатора можна вважати пропорційними кількостям витків у них: 
U2    N2 
де k — коефіцієнт трансформації. 
Якщо k < 1, то U₂> U₁ і трансформатор є підвищувальним; якщо k > 1, напруга U₂ менша від U₁ і трансформатор є знижувальним. 
Коли до вторинної обмотки приєднують споживачі, вторинне коло замикається — це так званий робочий хід трансформатора. Струм І₂ вторинної обмотки є індукційним, тому його магнітне поле відповідно до закону Ленца послаблює магнітне поле, яке його викликало. Отже, магнітний потік в осерді зменшується, а відповідно зменшується і Щ. Сила струму I₁ зростає до значення, коли магнітний потік в осерді стане таким, як і був раніше. 
Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, можна вважати, що U\ ~ <$\ і U2 * Щ. 
Сучасні трансформатори мають коефіцієнти корисної дії від 90 до 99,5%, тобто втрати енергії в них незначні. Тому наближено
Px*P2;IxUx*hU2, 
При розімкненому колі вторинної обмотки трансформатора явище називають його холостим ходом 
Коефіцієнт трансформації при холостому ході визначається відношенням кількостей витків в обмотках трансформатора 
Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, то можна вважати, що


звідки

Один і той самий трансформатор, якщо в ньому є кілька обмоток, може бути як підвищувальним, так і знижувальним, або якщо за наявності лише двох обмоток поміняти їх місцями.
ЗАПИТАННЯ
1. Які функції електричного трансформатора?
2. З яких основних частин складається трансформатор? 
3. З яких речовин виготовляються осердя трансформаторів?
4. Які обмотки трансформаторів вважають первинними і які вторинними?
5. Що таке коефіцієнт трансформації?
6. Що таке холостий і робочий хід трансформатора?
7. Який коефіцієнт корисної дії мають сучасні трансформатори?


ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗУВАННЯ 13
1. На фото подано осцилограму вільних коливань у коливальному контурі (С = 0,25 мкФ).
1) Дослідіть, чи залежить період вільних коливань від їх амплітуди.
2) Визначте період, частоту і циклічну частоту коливань, якщо вони відбуваються протягом 0,01 с.
3) Визначте індуктивність котушки контура.
2. Коливальний контур складається з конденсатора ємністю 10 пФ і котушки індуктивністю 3 мГн. Знайдіть частоту електромагнітних коливань у контурі.
3. В коливальному контурі максимальний електричний заряд конденсатора 10~6 Кл, а максимальна сила струму — 0,03 А. Який період електромагнітних коливань у контурі?
4. Конденсатор ємністю 50 пФ спочатку з'єднали з джерелом постійного струму з електрорушійною силою З В, а потім з котушкою індуктивністю 5 мкГн. Яка частота коливань, що відбуваються в контурі? Яка максимальна сила струму в контурі?                   
5. Електричний заряд на пластинах конденсатора коливального контура змінюється з часом згідно з рівнянням q = 10^-6cos10⁵пt. Запишіть рівняння залежності сили струму від часу. Знайдіть  період і частоту коливань у контурі, амплітуду коливань заряду і сили струму.
6. Конденсатор ємністю 20 мкФ зарядили до напруги 400 В і приєднали до котушки з певною індуктивністю. В контурі виникли затухаючі коливання. Яка кількість теплоти виділиться в контурі за час, коли амплітуда коливань напруги зменшиться у 4 рази?
7. Маємо послідовно з'єднані резистор з опором 3,9 кОм і конденсатор ємністю 0,25 мкФ. До такої ділянки кола прикладено напругу промислової частоти (50 Гц). Визначте: 1) ємнісний опір ділянки кола; 2) повний опір ділянки кола; 3) коефіцієнт потужності; 4) зсув фаз сили струму і напруги на ділянці кола; 5) котушку якої індуктивності треба з'єднати послідовно з резистором і конденсатором, щоб спостерігався резонанс?
8. У коло змінного струму увімкнемо конденсатор ємністю 1 мкФ і — дросель (котушку) індуктивністю 0,1 Гн.  Знайдіть відношення індуктивного опору до ємнісного за частоти 50 Гц і 5 кГц. За якої частоти струму ці опори будуть однаковими?"?^ явище при цьому спостерігається?
9. Первинна обмотка силового трансформатора радіоприймача має 2200 витків. Скільки витків повинна мати вторинна обмотка, що використовується для живлення споживача за напруги 5 В і сили струму 2 А? Опір вторинної обмотки 0,1 Ом. Напруга в мережі 220 В. Яка сила струму у первинній обмотці трансформатора?
10. На замкнуте залізне осердя надіто дві обмотки. Як визначити число витків у кожній з обмоток, якщо в розпорядженні є джерело змінного струму, провідники довільної довжини і вольтметри на будь-які значення напруг?

 
Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів   
 

 _{Скачати підручники та книги онлайн, планування з фізики, курси та завдання з фізики для 11 класу} 

 

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення


 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.

Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80._%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0_%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D1%96%D1%97_%D0%BD%D0%B0_%D0%B2%D1%96%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%8C_%D1%82%D0%B0_%D1%97%D1%97_%D0%B2%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D1%8F»
@@ Строка 3: / Строка 3: @@
 <br> <metakeywords>Фізика, клас, урок, на тему, 11 клас, Трансформатор, Розв’язування задач, Передача електроенергії на відстань та її використання.</metakeywords>ТРАНСФОРМАТОР. РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ. ПЕРЕДАЧА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ НА ВІДСТАНЬ ТА ЇЇ ВИКОРИСТАННЯ
+<br>
+ТРАНСФОРМАТОР
-ТРАНСФОРМАТОР
+Однією з важливих переваг змінного струму над постійним є те, що силу струму і напругу змінного струму можна в найширших межах перетворювати (трансформувати) без істотних втрат потужності. Для зменшення витрат електричної енергії в лініях електропередач силу струму в них зменшують, а напругу збільшують до сотень тисяч і більше вольт, а в місцях споживання електроенергії напругу знижують до необхідних значень (сила струму при цьому відповідно зростає).
-Однією з важливих переваг змінного струму над постійним є те, що силу струму і напругу змінного струму можна в найширших межах перетворювати (трансформувати) без істотних втрат потужності. Для зменшення витрат електричної енергії в лініях електропередач силу струму в них зменшують, а напругу збільшують до сотень тисяч і більше вольт, а в місцях споживання електроенергії напругу знижують до необхідних значень (сила струму при цьому відповідно зростає).
+Трансформатор (мал.З. 21) в основному складається з двох (або більшої кількості) котушок, намотаних на феромагнітне (наприклад, сталеве) осердя. Одну з цих котушок (обмоток), яка приєднується до лінії від генератора, називають первинною. Споживачі (електродвигуни, лампи, нагрівники тощо) приєднуються до вторинної обмотки трансформатора.<br>Осердя багатьох трансформаторів виготовляють із трансформатичної сталі і роблять замкненим, щоб зменшити втрати енергії в ньому. Сталь беруть у вигляді пластин, ізольованих одна від одної, що зменшує втрати енергії в разі виникнення вихрових струмів.
-Трансформатор (мал.З. 21) в основному складається з двох (або більшої кількості) котушок, намотаних на феромагнітне (наприклад, сталеве) осердя. Одну з цих котушок (обмоток), яка приєднується до лінії від генератора, називають первинною. Споживачі (електродвигуни, лампи, нагрівники тощо) приєднуються до вторинної обмотки трансформатора.<br>Осердя багатьох трансформаторів виготовляють із трансформатичної сталі і роблять замкненим, щоб зменшити втрати енергії в ньому. Сталь беруть у вигляді пластин, ізольованих одна від одної, що зменшує втрати енергії в разі виникнення вихрових струмів.
+Змінний струм, що проходить у колі первинної обмотки l з кількістю витків N<sub>1</sub>, створює в осерді змінне магнітне поле. Це поле є спільним для обох обмоток трансформатора. У вторинній обмотці трансформатора 2 з кількістю витків N<sub>2 </sub>індукується електрорушійна сила.
-Змінний струм, що проходить у колі первинної обмотки l з кількістю витків N<sub>1</sub>, створює в осерді змінне магнітне поле. Це поле є спільним для обох обмоток трансформатора. У вторинній обмотці трансформатора 2 з кількістю витків N<sub>2 </sub>індукується електрорушійна сила.
+Оскільки обмотки трансформатора мають спільне змінне магнітне поле, то в кожному їх витку виникає однакова електрорушійна<br>За допомогою трансформаторів можна в широких межах змінювати сили струму і напруги змінних струмів без істотних втрат потужності сила. Електрорушійна сила в обмотках пропорційна кількості витків у них:
-Оскільки обмотки трансформатора мають спільне змінне магнітне поле, то в кожному їх витку виникає однакова електрорушійна<br>За допомогою трансформаторів можна в широких межах змінювати сили струму і напруги змінних струмів без істотних втрат потужності сила. Електрорушійна сила в обмотках пропорційна кількості витків у них:
+gj _Ni
-gj _Ni
+Якщо коло вторинної обмотки розімкнене, то таке явище називають холостим ходом трансформатора. У цьому разі напруга U<sub>2</sub> дорівнює електрорушійній силі ЇЇ2. У первинній обмотці при цьому проходить струм невеликої сили — струм холостого ходу. Тому U\ * &lt;&amp;\.
-Якщо коло вторинної обмотки розімкнене, то таке явище називають холостим ходом трансформатора. У цьому разі напруга U<sub>2</sub> дорівнює електрорушійній силі ЇЇ2. У первинній обмотці при цьому проходить струм невеликої сили — струм холостого ходу. Тому U\ * &lt;&amp;\.
+Отже, під час холостого ходу напруги на обмотках трансформатора можна вважати пропорційними кількостям витків у них:
-Отже, під час холостого ходу напруги на обмотках трансформатора можна вважати пропорційними кількостям витків у них:
+U2&nbsp;&nbsp;&nbsp; N2
-U2&nbsp;&nbsp;&nbsp; N2
+де ''k'' — коефіцієнт трансформації.
-де ''k'' — коефіцієнт трансформації.
+Якщо ''k'' &lt; 1, то U<sub>2 </sub>&gt; U<sub>1</sub> і трансформатор є підвищувальним; якщо ''k'' &gt; 1, напруга U<sub>2</sub> менша від U<sub>1</sub> і трансформатор є знижувальним.
-Якщо ''k'' &lt; 1, то U<sub>2 </sub>&gt; U<sub>1</sub> і трансформатор є підвищувальним; якщо ''k'' &gt; 1, напруга U<sub>2</sub> менша від U<sub>1</sub> і трансформатор є знижувальним.
+Коли до вторинної обмотки приєднують споживачі, вторинне коло замикається — це так званий робочий хід трансформатора. Струм І<sub>2</sub> вторинної обмотки є індукційним, тому його магнітне поле відповідно до закону Ленца послаблює магнітне поле, яке його викликало. Отже, магнітний потік в осерді зменшується, а відповідно зменшується і Щ. Сила струму I<sub>1</sub> зростає до значення, коли магнітний потік в осерді стане таким, як і був раніше.
-Коли до вторинної обмотки приєднують споживачі, вторинне коло замикається — це так званий робочий хід трансформатора. Струм І<sub>2</sub> вторинної обмотки є індукційним, тому його магнітне поле відповідно до закону Ленца послаблює магнітне поле, яке його викликало. Отже, магнітний потік в осерді зменшується, а відповідно зменшується і Щ. Сила струму I<sub>1</sub> зростає до значення, коли магнітний потік в осерді стане таким, як і був раніше.
+Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, можна вважати, що U\ ~ &lt;$\ і U2 * Щ.
-Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, можна вважати, що U\ ~ &lt;$\ і U2 * Щ.
+Сучасні трансформатори мають коефіцієнти корисної дії від 90 до 99,5%, тобто втрати енергії в них незначні. Тому наближено<br>Px*P2;IxUx*hU2,
-Сучасні трансформатори мають коефіцієнти корисної дії від 90 до 99,5%, тобто втрати енергії в них незначні. Тому наближено<br>Px*P2;IxUx*hU2,
+При розімкненому колі вторинної обмотки трансформатора явище називають його холостим ходом
-При розімкненому колі вторинної обмотки трансформатора явище називають його холостим ходом
+Коефіцієнт трансформації при холостому ході визначається відношенням кількостей витків в обмотках трансформатора
-Коефіцієнт трансформації при холостому ході визначається відношенням кількостей витків в обмотках трансформатора
+Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, то можна вважати, що
-Коли активні опори обмоток трансформатора незначні, то можна вважати, що<br><br>Один і той самий трансформатор, якщо в ньому є кілька обмоток, може бути як підвищувальним, так і знижувальним, або якщо за наявності лише двох обмоток поміняти їх місцями.<br>91. Які функції електричного трансформатора? 2. З яких основних частин складається трансформатор? ■&nbsp;&nbsp;&nbsp; 3. З яких речовин виготовляються осердя трансформаторів?<br>4.&nbsp; Які обмотки трансформаторів вважають первинними і які вторинними?<br>5.&nbsp; Що таке коефіцієнт трансформації?<br>6.&nbsp; Що таке холостий і робочий хід трансформатора?<br>7. Який коефіцієнт корисної дії мають сучасні трансформатори?<br>ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗУВАННЯ 13<br>1. На фото подано осцилограму вільних коливань у коливальному контурі (С = 0,25 мкФ).<br>1) Дослідіть, чи залежить період вільних коливань від їх амплітуди.<br>2) Визначте період, частоту і циклічну частоту коливань, якщо вони відбуваються протягом 0,01 с.<br>3) Визначте індуктивність котушки контура.<br>2.&nbsp; Коливальний контур складається з конденсатора ємністю 10 пФ і котушки індуктивністю 3 мГн. Знайдіть частоту електромагнітних коливань у контурі.<br>3.&nbsp; В коливальному контурі максимальний електричний заряд конденсатора 10~6 Кл, а максимальна сила струму — 0,03 А. Який період електромагнітних коливань у контурі?<br>4.&nbsp; Конденсатор ємністю 50 пФ спочатку з'єднали з джерелом постійного струму з електрорушійною силою З В, а потім з котушкою індуктивністю 5 мкГн. Яка частота коливань, що відбуваються в контурі? Яка максимальна сила струму в контурі?&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <br>5.&nbsp; Електричний заряд на пластинах конденсатора коливального контура змінюється з часом згідно з рівнянням q= 10~6cosl057i/. Запишіть рівняння залежності сили струму від часу.&nbsp;&nbsp; Знайдіть&nbsp; період і частоту коливань у контурі, амплітуду коливань заряду і сили струму.<br>6.&nbsp; Конденсатор ємністю 20 мкФ зарядили до напруги 400 В і приєднали до котушки з певною індуктивністю. В контурі виникли затухаючі коливання. Яка кількість теплоти виділиться в контурі за час, коли амплітуда коливань напруги зменшиться у 4 рази?<br>7.&nbsp; Маємо послідовно з'єднані резистор з опором 3,9 кОм і конденсатор ємністю 0,25 мкФ. До такої ділянки кола прикладено напругу промислової частоти (50 Гц). Визначте: 1) ємнісний опір ділянки кола; 2) повний опір ділянки кола; 3) коефіцієнт потужності; 4) зсув фаз сили струму і напруги на ділянці кола; 5) котушку якої індуктивності треба з'єднати послідовно з резистором і конденсатором, щоб спостерігався резонанс?<br>8.&nbsp; У коло змінного струму увімкнемо конденсатор ємністю 1 мкФ і —'дросель (котушку)&nbsp; індуктивністю 0,1&nbsp; Гн.&nbsp; Знайдіть відношення<br>індуктивного опору до ємнісного за частоти 50 Гц і 5 кГц. За якої частоти струму ці опори будуть однаковими?"?^ явище при цьому спостерігається?<br>9.&nbsp; Первинна обмотка силового трансформатора радіоприймача має 2200 витків. Скільки витків повинна мати вторинна обмотка, що використовується для живлення споживача за напруги 5 В і сили струму 2 А? Опір вторинної обмотки 0,1 Ом. Напруга в мережі 220 В. Яка сила струму у первинній обмотці трансформатора?<br>10.&nbsp; На замкнуте залізне осердя надіто дві обмотки. Як визначити чис¬ло витків у кожній з обмоток, якщо в розпорядженні є джерело змінного струму, провідники довільної довжини і вольтметри на будь-які значення напруг?<br><br>
+звідки<br><br>Один і той самий трансформатор, якщо в ньому є кілька обмоток, може бути як підвищувальним, так і знижувальним, або якщо за наявності лише двох обмоток поміняти їх місцями.
+ЗАПИТАННЯ
+. Які функції електричного трансформатора?
+. З яких основних частин складається трансформатор?
+. З яких речовин виготовляються осердя трансформаторів?<br>4. Які обмотки трансформаторів вважають первинними і які вторинними?<br>5. Що таке коефіцієнт трансформації?<br>6. Що таке холостий і робочий хід трансформатора?<br>7. Який коефіцієнт корисної дії мають сучасні трансформатори?
+ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗУВАННЯ 13<br>1. На фото подано осцилограму вільних коливань у коливальному контурі (С = 0,25 мкФ).<br>1) Дослідіть, чи залежить період вільних коливань від їх амплітуди.<br>2) Визначте період, частоту і циклічну частоту коливань, якщо вони відбуваються протягом 0,01 с.<br>3) Визначте індуктивність котушки контура.<br>2. Коливальний контур складається з конденсатора ємністю 10 пФ і котушки індуктивністю 3 мГн. Знайдіть частоту електромагнітних коливань у контурі.<br>3. В коливальному контурі максимальний електричний заряд конденсатора 10~6 Кл, а максимальна сила струму — 0,03 А. Який період електромагнітних коливань у контурі?<br>4. Конденсатор ємністю 50 пФ спочатку з'єднали з джерелом постійного струму з електрорушійною силою З В, а потім з котушкою індуктивністю 5 мкГн. Яка частота коливань, що відбуваються в контурі? Яка максимальна сила струму в контурі?&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; <br>5. Електричний заряд на пластинах конденсатора коливального контура змінюється з часом згідно з рівнянням q = 10<sup>-6</sup>cos10<sup>5</sup>''пt''. Запишіть рівняння залежності сили струму від часу. Знайдіть&nbsp; період і частоту коливань у контурі, амплітуду коливань заряду і сили струму.<br>6. Конденсатор ємністю 20 мкФ зарядили до напруги 400 В і приєднали до котушки з певною індуктивністю. В контурі виникли затухаючі коливання. Яка кількість теплоти виділиться в контурі за час, коли амплітуда коливань напруги зменшиться у 4 рази?<br>7. Маємо послідовно з'єднані резистор з опором 3,9 кОм і конденсатор ємністю 0,25 мкФ. До такої ділянки кола прикладено напругу промислової частоти (50 Гц). Визначте: 1) ємнісний опір ділянки кола; 2) повний опір ділянки кола; 3) коефіцієнт потужності; 4) зсув фаз сили струму і напруги на ділянці кола; 5) котушку якої індуктивності треба з'єднати послідовно з резистором і конденсатором, щоб спостерігався резонанс?<br>8. У коло змінного струму увімкнемо конденсатор ємністю 1 мкФ і — дросель (котушку) індуктивністю 0,1 Гн.&nbsp; Знайдіть відношення індуктивного опору до ємнісного за частоти 50 Гц і 5 кГц. За якої частоти струму ці опори будуть однаковими?"?^ явище при цьому спостерігається?<br>9. Первинна обмотка силового трансформатора радіоприймача має 2200 витків. Скільки витків повинна мати вторинна обмотка, що використовується для живлення споживача за напруги 5 В і сили струму 2 А? Опір вторинної обмотки 0,1 Ом. Напруга в мережі 220 В. Яка сила струму у первинній обмотці трансформатора?<br>10. На замкнуте залізне осердя надіто дві обмотки. Як визначити число витків у кожній з обмоток, якщо в розпорядженні є джерело змінного струму, провідники довільної довжини і вольтметри на будь-які значення напруг?<br><br>
 ''Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас<br>Вислано читачами з інтернет-сайтів&nbsp;&nbsp; ''<br>

При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов - гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.

Разработка - Гипермаркет знаний 2008-

Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: