ТРАНСФОРМАТОРЫ Составитель: Ломашова Наталья Михайловна, преподаватель электротехники высшей категории ГБПОУ СО «Сызранский техникум металлообрабатывающих и сервисных технологий»
Постановка проблемной ситуации Задача. Передать определенную мощность от электростанции к потребителю по ЛЭП при напряжении 220 кВ и 220 В. Каков будет при этом ток? Какого сечения провода потребуются, если потери в ЛЭП не должны превышать 10%. Работа в группах (по известным формулам произвести расчет параметров и определить на каком напряжении передача мощности Р будет эффективной)
Вывод: Использование низкого напряжения для передачи электроэнергии на большие расстояния невозможно, так как превышает допустимые потери. Требуется повышение напряжения
Актуализация опорных знаний Что такое электромагнитная индукция? Кто открыл и когда данное явление? Выбрать необходимые приборы и поставить опыт по созданию индукционного тока. Каковы причины его возникновения? Как увеличить значение ЭДС индукции в поставленном опыте? Назовите устройство, повышающее напряжение в электрических сетях.
Исторический экскурс: Электромагнитная индукция - явление, лежащее в основе действия электрического трансформатора, было открыто английским физиком Майклом Фарадеем в 1831 году. Заслуга в разработке первого в мире прообраза трансформатора, принадлежит нашему соотечественнику, русскому инженеру-электротехнику Павлу Николаевичу Яблочкову. «"Днем рождения" трансформаторов считают 30 ноября 1876 года, когда Яблочков получил французский патент, в котором был описан принцип действия и способ применения трансформатора.
Принцип действия трансформатора
Основные формулы трансформатора мгновенные значения ЭДС, индуцированные в каждой обмотке, е1 = - w1 dФ/dt; е2= -w2dФ/dt. отношение мгновенных и действующих ЭДС в обмотках определяется выражением E1/E2= e1/e2= w1/w2. Если пренебречь падениями напряжения в обмотках трансформатора, которые обычно не превышают 3 — 5% от номинальных значений напряжений U1 и U2, и считать E1≈U l и Е2≈U2, то получим U1/U2≈w1/w2. Если необходимо повысить вторичное напряжение, то число витков w2 берут больше числа w1; такой трансформатор называют повышающим. Если требуется уменьшить напряжение U2, то число витков w2 берут меньшим w1; такой трансформатор называют понижающим, Отношение ЭДС ЕВН обмотки высшего напряжения к ЭДС ЕНН обмотки низшего напряжения (или отношение их чисел витков) называют коэффициентом трансформации k= ЕВН/ЕНН = wВН/wНН
Закрепление Назовите элементы устройства трансформатора. На чем основан принцип его действия? Зачем магнитопровод трансформатора делают из отдельных тонких ферромагнитных листов? Сколько витков во вторичной обмотке трансформатора 10000/100, если число витков первичной обмотки равно 21000? Определить коэффициент трансформации. Измерительный трансформатор напряжения имеет обмотки с числом витков n1 = 10000 и n2 = 200.К вторичной обмотке присоединен вольтметр с номинальным напряжением 150В. Определить коэффициент трансформации и предельное напряжение, которое можно измерить. Определить число витков вторичной обмотки трансформатора, если при магнитном потоке в магнитопроводе 10-3 Вб наведенная в ней эдс равна 220В при частоте 50Гц.
Домашнее задание Проверить и при необходимости выправить опорный конспект урока; Подготовить материал по дополнительным вопросам, самостоятельно разрабатываемым другими группами (запись на доске). Глава 6 уч. Бутырина «Основы электротехники», g 6.1 -6.4