Передача переменного электрического тока. Трансформатор - ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ - КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ

Задачи урока: повторить явление электромагнитной индукции; изучить принцип действия, устройство и применение трансформатора; раскрыть социальную значимость физических знаний.

План урока

Этапы урока	Время, мин	Приёмы и методы
I. Повторение домашнего задания II. Изучение нового материала III. Совершенствование знаний. Домашнее задание	5—7 20—25 10	Работа с таблицей. Фронтальное повторение Рассказ учителя. Демонстрация опыта. Записи на доске и в тетрадях. Беседа Решение задач

I. Фронтальное повторение материала с использованием таблицы 15 (см. с. 88).

II. Генератор электрического тока не может накапливать электроэнергию — она должна сразу же передаваться потребителям. Как это осуществляется на практике — учебная проблема урока.

1. На рисунке 4.32 учебника приведена схема передачи электроэнергии от генератора к потребителям. Почему между генератором и потребителем электроэнергии находится ещё одно устройство — трансформатор? Дело в том, что генераторы большой мощности — 800—1000 МВт — производят токи сравнительно небольшого напряжения — 10—20 кВ, а значит, большой силы тока — до 500 000 А. Такие токи при их передаче по проводам, согласно закону Джоуля—Ленца ΔP = I²R, будут сильно нагревать проводник, при этом, естественно, потери электроэнергии будут огромными.

Получим формулу для расчёта потерь электроэнергии при передаче её по проводнику длиной l и площадью поперечного сечения S. Из формулы для мощности переменного тока выразим силу тока:

и подставим в выражение ΔP = I²R.

Получим

При больших, в несколько сот километров, длинах линий передач и большой мощности потери могут быть громадными. Вот почему возникает необходимость в повышении напряжения, увеличении сечения проводников (но тут свои ограничения!), повышении коэффициента мощности.

2. Далее рассматривают устройство и работу трансформатора. При этом сочетают рассказ учителя, работу с учебником, эксперимент, беседу.

Установка для демонстрации принципа действия трансформатора традиционная (рис. 62). Опыты проводят после изучения: а) режима холостого хода (ключ разомкнут); б) при наличии нагрузки. Вопросы для организации беседы: почему сердечник трансформатора собирают из отдельных листов железа? Почему сердечник называют магнитопроводом? Можно ли сердечник сделать из меди? Каковы основные характеристики трансформатора? Почему так важно знать мощность трансформатора? Одинаковы ли показания вольтметров в режиме холостого хода трансформатора? От чего зависит ЭДС индукции, которая возникает в каждой обмотке? Будет ли работать трансформатор, если одну из катушек снять с сердечника? Какие изменения в первичной и вторичной цепях происходят при замыкании ключа? Как и почему изменяются показания приборов при возрастании нагрузки?

III. Решают типичные задачи.

1. Первичная обмотка трансформатора имеет 800 витков. Сколько витков имеет вторичная обмотка, если напряжение понижается от 220 до 6 В?

2. Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 10 включён в сеть напряжением 220 В. Определите напряжение на выходе трансформатора, если сопротивление нагрузки 10 Ом, а сопротивление вторичной катушки 1 Ом.

3. Задачи: П., № 668—670.

Домашнее задание: § 26*, 27*, 28* (1); упр. на с. 115 (1, 2); индивидуально — П., № 671.