Тема урока: «Устройство и принцип действия силовых трансформаторов».
план-конспект урока на тему

Тема урока: «Устройство и принцип действия силовых трансформаторов».

Цели урока: 

• познакомить учащихся с устройством и принципом действия трансформаторов;
• развивать навыки самостоятельной работы, логическое мышление, внимание;
• воспитывать умение общаться в коллективе, культуру речи.

Тип урока: изучение нового материала.

Метод урока: комбинированный, репродуктивный.

Оборудование: рисунки, таблицы, трансформаторы.

Межпредметные связи: физика, математика.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

В начале урока учащиеся и учитель приветствуют друг друга, в журнале отмечаются отсутствующие.

II. Актуализация прежних знаний.

Проводится фронтальный опрос. За каждый правильный ответ учащиеся получают оценку: «5», «4», «3».

Вырабатываемая станциями электроэнергия поступает к месту потребления через систему взаимосвязанных распределяющих и преобразующих электроустановок.

Передача электроэнергии осуществляется по воздушным линиям электропередачи (ЛЭП) с напряжением от нескольких сот до сотен тысяч вольт.

Электрическая энергия по системным воздушным сетям передается с напряжениями: 35, 110, 150, 220 кВ и выше по шкале номинальных напряжений.

Электрические сети подразделяются по напряжению на сети низкого – до 1 кВ и высокого – более 1 кВ напряжения.

Учащимся предлагается ответить на вопросы:

1. Как осуществляется передача электрической энергии?

2. Назовите шкалу номинальных напряжений?

3. На какие группы подразделяются линии электропередач?

III. Формирование новых понятий и способов действий.

Называю тему урока. 

Тема урока: «Устройство и принцип действия силовых трансформаторов».

Начинаю объяснять в форме лекции.

Трансформатором называется статический электромагнитный прибор, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения частоты.

Силовые трансформаторы предназначены для преобразования (трансформации) переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения – более низкого или более высокого.

Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, при распределении её между приемниками, а также на выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах. Когда же и кто сконструировал это устройство?

Ученик делает небольшое сообщение:

«"Днем рождения" трансформаторов считают 30 ноября 1876 года, когда выдающийся русский электротехник и изобретатель Павел Николаевич Яблочков получил французский патент, в котором был описан принцип действия и способ применения трансформатора. Это открытие базировалось на достижениях и открытиях других русских ученых-электротехников: В. Петрова (1761-1834 гг.), Э. Ленца (1804-1865 гг.), Якоби Б.С. (1801-1874 гг.).  В развитие и совершенствование конструкции трансформатора, предложенного П. Яблочковым, внес вклад русский электротехник, создатель техники трехфазного тока М. Доливо-Добровольский в 1890 г. предлагает конструкцию трехфазного трансформатора, который в трехфазной сети позволит заменить три однофазных агрегата. Впоследствии значительную роль в совершенствовании и развитии конструкции трехфазных трансформаторов сыграли англичанин Ферранти, американец  Вестингауз. Именно благодаря открытиям и достижениям отечественных ученых в России на рубеже XIX и XX веков была выбрана правильная программа — ориентировать дальнейшее развитие электроэнергетики на применение переменного тока высокого напряжения в противовес зарубежным концепциям в пользу постоянного тока и техники низких напряжений. Началом производства силовых трансформаторов в России можно считать ноябрь 1928 г., когда начал работать Московский трансформаторный завод (впоследствии — Московский электрозавод). Вскоре продукция завода стала удовлетворять потребности страны в высоковольтных трансформаторах.

Продолжаю объяснять.

На плакате изображена принципиальная схема трансформатора. Каждая обмотка трансформатора размещается на обоих стержнях сердечника так, что половины двух обмоток находятся на левом, а вторые половины – на правом стержне сердечника. При таком расположении обмоток достигается лучшая магнитная связь между ними, благодаря чему снижаются потоки рассеяния, которые не участвуют в процессе трансформирования энергии. 
Обмотка, включенная в сеть источника электрической энергии, называется первичной; обмотка, от которой энергия подается к приемнику, – вторичной. 
Трансформаторы по своей конструкции бывают: стержневые, броневые, автотрансформаторы.

 Напряжения первичной и вторичной обмоток неодинаковы.
Если первичное напряжение меньше вторичного, трансформатор называется повышающим, если первичное напряжение больше вторичного – понижающим. Любой трансформатор может быть использован и как повышающий, и как понижающий.

– коэффициент трансформации, он определяет тип трансформатора.

Если: k < 1 – трансформатор повышающий;
           k > 1 – трансформатор понижающий.

Действующее значение ЭДС, возникающее в обмотках трансформатора равно E = 4,44fnФm.

Эта формула действительна как для первичной, так и для вторичной обмотки.

 ( где   f – частота, Гц; п – число витков обмоток; Фт – максимальное значение магнитного потока.)

Вопрос к учащимся: как можно визуально определить обмотку высшего и низшего напряжения?

IV. Закрепление

Чтобы закрепить полученные знания решаем задачи. К доске по желанию выходит ученик и решает предложенную задачу:

№1. Сколько витков во вторичной обмотке  трансформатора 10000/100, если число витков первичной обмотки равно 21000.  Определить коэффициент трансформации?

№2. 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.

V.  Домашнее задание

§ 56-57 стр.105-108 (В.Е.Китаев «Электротехника с основами промышленной электроники»).

VI. Подведение итогов

В заключение характеризую работу группы, отмечаю отличившихся учащихся, выставляю оценки.