Генератор переменного тока, трансформатор

Содержание

Слайд 2

Цели и задачи урока: Изучить устройство, принцип действия и назначение генератора

Цели и задачи урока:
Изучить устройство, принцип действия и назначение генератора переменного

тока, трансформатора. Это один из основных вопросов экзамена.
При подготовке можно использовать материалы сайта «Классная физика»
http://class-fizika.ru/11_34.html
http://class-fizika.ru/u9-52.html
Слайд 3

Переменный ток -это электрический ток, который с течением времени изменяется по

Переменный ток
-это электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению

или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным
Слайд 4

Генератор переменного тока(альтернатор)— электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию

Генератор переменного тока(альтернатор)— электрическая машина, преобразующая механическую энергию в электрическую энергию переменного


тока. Большинство 
генераторов
переменного
тока используют
вращающееся
магнитное поле.
Слайд 5

История Электрические машины, генерирующие переменный ток, были известны в простом виде

История

Электрические машины, генерирующие переменный ток, были известны в простом виде со

времён открытия магнитной индукции электрического тока. Ранние машины были разработаны Майклом Фарадеем и Ипполитом Пикси.
Фарадей разработал «вращающийся прямоугольник», действие которого было многополярным — каждый активный проводник пропускался последовательно через область, где магнитное поле было в противоположных направлениях. Первая публичная демонстрация наиболее сильной «альтернаторной системы» имела место в1886 году. Большой двухфазный генератор переменного тока был построен британским электриком Джеймсом Эдвардом Генри Гордоном в 1882 году. Лорд Кельвин и Себастьян Ферранти также разработали ранний альтернатор, производивший переменный ток частотой между 100 и 300 герц. В 1891 году Никола Тесла запатентовал практический «высокочастотный» альтернатор (который действовал на частоте около 15000 герц). После 1891 года были изобретены многофазные альтернаторы.
Слайд 6

Теория генератора переменного тока: 1.Принцип действия генератора: основан на законе электромагнитной

Теория генератора переменного тока:

1.Принцип действия генератора:
основан на законе электромагнитной индукции — индуцирование электродвижущей

силы в прямоугольном контуре (проволочной рамке), находящейся в однородном вращающемся магнитном поле. Или наоборот, прямоугольный контур вращается в однородном неподвижном магнитном поле.

                     ,

                   ,

Слайд 7

2.Величина электродвижущей силы: е1=B*L*v*sin* ωt и е2=B*L*v*sin*(ωt+π)=-B*L*v*sin* ωt, где е1 и

2.Величина электродвижущей силы:
е1=B*L*v*sin* ωt и е2=B*L*v*sin*(ωt+π)=-B*L*v*sin* ωt, где
е1 и е2 -мгновенные

значения электродвижущих сил, индуктированных в активных сторонах контура, в вольтах;
B- магнитная индукция магнитного поля в вольт-секундах на квадратный метр (Тл, Тесла);
L-длина каждой из активных сторон контура в метрах;
v-линейная скорость, с которой вращаются активные стороны контура, в метрах в секунду;
t-время в секундах;
ωt и ωt+π-углы, под которыми магнитные линии пересекают активные стороны контура.
Слайд 8

Трансформатор -это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные

Трансформатор

-это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для

преобразования посредством 
электромагнитной индукции 
одной или нескольких систем
(напряжений) переменного
тока в одну или несколько
других систем (напряжений),
без изменения частоты.
Слайд 9

Устройство трансформатора Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, собранного из пластин,

Устройство трансформатора

Трансформатор состоит
из замкнутого стального
сердечника, собранного
из пластин, на которые
надеты

две (иногда
и более) катушки с
проволочными
обмотками(см.рис)
Слайд 10

История Для создания трансформаторов необходимо было изучение свойств материалов: неметаллических, металлических

История

Для создания трансформаторов необходимо было изучение свойств материалов: неметаллических, металлических и

магнитных, создания их теории.
Схематичное изображение будущего трансформатора впервые появилось в 1831 году в работах Фарадея и Генри. Однако ни тот, ни другой не отмечали в своём приборе такого свойства трансформатора, как изменение напряжений и токов, то есть трансформирование переменного тока.
В 1848 году французский механик Г. Румкорф изобрёл индукционную катушку особой конструкции. Она явилась прообразом трансформатора.
Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон. В 1885 г. венгерские инженеры фирмы «Ганц и К°» Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери изобрели трансформатор с замкнутым магнитопроводом, который сыграл важную роль в дальнейшем развитии конструкций трансформаторов.
Слайд 11

Запомни: Одна из обмоток трансформатора, называемая первичной, подключается к источнику переменного

Запомни:

Одна из обмоток трансформатора, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения.

Другая обмотка, к которой присоединяют нагрузку, т.е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной.
Условное обозначение трансформатора(см. рис):
Слайд 12

Запомни: E2/E1 U2/U1 N2/N1=K Величина К называется коэффициентом трансформации. Он равен

Запомни:

E2/E1 U2/U1 N2/N1=K

Величина К называется коэффициентом трансформации. Он равен отношению напряжений

во вторичной и первичной обмотках трансформатора

При К<1(N2При К>1(N2>N1) U2>U1- и трансформатор является ПОВЫШАЮЩИМ

Слайд 13

Работа нагруженного трансформатора -Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой

Работа нагруженного трансформатора

-Мощность в первичной цепи при нагрузке трансформатора, близкой к

номинальной, примерно равна мощности во вторичной цепи:
U1/I1 U2/I2 ,
ОТСЮДА

U1/U2=I2/I1

-КПД(ɧ) трансформатора равен отношению мощности в нагрузке к мощности, подаваемой из сети на первичную обмотку:
ɧ=P2/P1*100%=I1U2/I1U1*100%
КПД зависит от нагрузки. При больших нагрузках- увеличивается, при малых- уменьшается.