2 . Работа нагруженного трансформатора:

если II обмотку замкнуть на

потребитель (нагрузить

трансформатор), то во II обмотке появится ток той же частоты, что и в I обмотке, который создает в сердечнике свой

переменный магнитный поток, он пронизывает I обмотку, причем он направлен противоположно магнитному потоку, создаваемому I обмоткой и по правилу Ленца уменьшает изменение магнитного потока в сердечнике. В результате, в I обмотке нарушается компенсация ЭДС индукции и ЭДС источника питания. Во II обмотке снижается напряжение:

Уменьшение магнитного потока Ф₁ приводит к уменьшению ЭДС₁ (Ф₁=Ф₂), что при постоянстве U₁ вызывает увеличение I₁. Поэтому при замыкании II обмотки автоматически увеличивается сила тока в I обмотке, до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения (т.е. восстанавливается прежнее значения амплитуды колебаний результирующего магнитного потока.)

В этом режиме отношение токов первичной и вторичной обмотки равно обратному отношению числа витков обмоток: . Т.к. , то .

Увеличение силы тока в I обмотке происходит в соответствие с законом сохранения энергии: отдача энергии в цепь II обмотки сопровождается потреблением от сети такой же энергии I обмоткой, мощность в I цепи при нагрузке трансформатора близка к номинальной, приблизительно равной мощности во II цепи:

P₁≈P₂ => I₁U₁≈I₂U₂ => повышая напряжение в несколько раз, трансформатор во столько же раз уменьшает силу тока (и наоборот).

Чем > P тем > КПД.

3). Демонстрация работы трансформатора:

(демонстрацию проводит ученик – лаборант)

1. Возникновение индукционного тока в замкнутом контуре (загорается

лампочка, включенная в проволочный моток за счет явления

электромагнитной индукции.

2. Понижение напряжения (загорается лампочка карманного фонарика

включенная во II обмотку).

3. Рассчитать коэффициент трансформации

( трансформатор понижающий)

III. Закрепление пройденного материала:

1). Лабораторные исследования по фрагменту фильма:

1. Для чего I обмотка трансформатора изготовлена из толстого провода?

(для уменьшения активного сопротивления => уменьшения потерь энергии)

2. Для чего II обмотка трансформатора изготовлена из тонкого провода?

(для увеличения сопротивления, а следовательно уменьшения силы тока и как результат увеличение напряжения)

3. Почему сердечник трансформатора изготовлен из тонких изолированных

металлических пластин?

(для уменьшения токов Фуко, которые возникают в массивных проводниках, что ведет к их нагреву и потерям энергии)

4. Каков коэффициент трансформации? Какой это трансформатор?

( трансформатор повышающий)

5. Во сколько раз трансформатор увеличивает напряжение?

( )

6. Как меняется напряжение на II обмотке при увеличении напряжения на I

обмотке? Почему?

(при увеличении напряжения на I обмотке в 2 раза, напряжение на II обмотке увеличивается почти в 2 раза, т.к. на II обмотке происходит падение напряжения)

7. Как меняется напряжение на II обмотке при изменении числа витков во

II обмотке?

(при увеличении числа витков II обмотки напряжение в ней увеличивается)

2). Решение задач: Р.№978

Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации, равным 10, включен в сеть с напряжением 220 В. Какого напряжение на выходе трансформатора, если сопротивление II обмотки 0,2 Ом, а сопротивление полезной нагрузки 2 Ом?

Дано: Решение (СИ):

U₁ =220 В

k = 10

r₂ =0,2 Oм

R =2 Ом

U₂ - ?

самастоятельно