Lekcija alternatora izmjenične struje. Okvir lekcije iz fizike
Elektromagnetsko polje
LEKCIJA 8/20
Tema. Naizmenična struja. Alternator
Cilj lekcije: oblikovati u učenika razumijevanje naizmjenične struje i kako je dobiti.
Tip lekcije: kombinovana lekcija.
PLAN LEKCIJE
PROUČAVANJE NOVOG MATERIJALA
U proizvodnji i svakodnevnom životu izmjenična struja je mnogo češća od jednosmjerne.
Ø Izmjenična struja je električna struja koja se periodično mijenja u veličini i smjeru.
Naizmjeničnu struju proizvode generatori izmjenične struje koristeći fenomen elektromagnetske indukcije. Zamislimo provodnik u obliku okvira s površinom S, koji se ravnomjerno okreće kutnom brzinom ω u jednoličnom magnetskom polju (magnetna indukcija je okomita na osu rotacije okvira). Magnetski tok kroz okvir F \u003d VScosα, gdje je α kut između normalnog vektora na područje okvira i linija magnetne indukcije.
Ako vremensko mjerenje započnemo u trenutku kada je vektor usmjeren duž linija magnetske indukcije, tada je početna vrijednost ugla α jednaka nuli, a ovisnost ugla o vremenu ima oblik: α \u003d ωt, dakle F \u003d BScosωt.
Promjena magnetnog fluksa dovodi do pojave EMF indukcije u okviru. Prema zakonu elektromagnetske indukcije, brzina promjene magnetskog fluksa ΔF / Δt sa stanovišta matematike je derivat funkcije F (t), dakle
Dakle, okvir koji se razmatra je izvor EMF-a, vrši harmonijske oscilacije s amplitudom. Ako se okvir sastoji od N okretaja, tada se amplituda EMF povećava za N puta:
Da biste iskoristili dobljeni EMF, pokretne krajeve okvira možete pričvrstiti na fiksne kontakte vanjskog električnog kruga. Na primjer, moguće je osigurati da metalni prsten sa svakog od krajeva okvira klizi preko svog elastičnog kontakta (četke). Tada se četke mogu smatrati polovima izvora struje.
Ako na ove polove priključite otpornik otpora R, napon na otporu podudarat će se s EMF-om u okviru: a struja u otporniku bit će:
Amplituda struje u ovom izrazu je period izmjenične struje i njena frekvencija
POPRAVLJANJE PROUČANOG MATERIJALA
ŠTA SMO NAUČILI NA LEKCIJI
· Naizmjenična struja je električna struja koja se periodično mijenja u veličini i smjeru.
· Alternator je elektromehanički uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju naizmjenične struje.
Rív1 № 9.2; 9.11; 9.12; 9.13.
Rív2 № 9.24; 9.25; 9.26, 9.27.
Rív3 № 9.31, 9.32; 9.33; 9.34.
Sveruski festival pedagoškog stvaralaštva
(Akademska 2016/2017)
Nominacija: Pedagoške ideje i tehnologije
Naslov rada: Sadržaj lekcije na temu „Alternator. Transformator "9 ćelija
Lekcija na temu: Alternator. Transformator.
Svrha lekcije: ponavljanje i uopštavanje znanja o industrijskoj metodi dobijanja električne energije, detaljno proučavanje transformatora.
Zadaci
Obrazovni
Učvrstiti znanje o temama "Fenomen elektromagnetske indukcije i izmjenične struje".
Proučite princip primanja i odašiljanja naizmenične struje.
Upoznati tehničke uređaje: alternator i transformator.
Razvija se
Stvoriti uslove za razvoj kognitivnih interesa i intelektualnih sposobnosti u procesu posmatranja demonstracije eksperimenta i samostalnog rada na satu.
Razviti sposobnost iznošenja i testiranja hipoteza, otkriti odnos između električne struje i magnetskog polja, objasniti rezultate.
Obrazovni
Stvoriti uslove za poticanje interesa za predmet, opremiti učenike naučnim metodama spoznaje, omogućavajući im da steknu objektivno znanje o svijetu oko sebe.
Obrazovati potrebu za poštivanjem pravila za sigurnu upotrebu tehničkih uređaja, djelovati kao kompetentan potrošač električne energije.
Plan lekcije:
Organizovanje vremena.
Proučavanje materijala o naizmeničnoj struji (+ demo).
Proučavanje principa rada alternatora.
Upoznavanje sa izazovima AC prenosa.
Proučavanje transformatora.
Upoznavanje sa principima AC prenosa.
Sažetak lekcije
Zadaća.
Tokom nastave
Organizacijski trenutak. Ponavljanje d / z. Motivacija:
Znate li bilo koji fizički fenomen otkriven početkom 19. vijeka, koji leži u osnovi sve moderne civilizacije, pa je čak i lična udobnost svakog od nas izravno povezana s tim fenomenom? Slušajte decu
(Ovo je EMP fenomen)
Postoji li veza između EMP fenomena i proizvodnje električne energije koja se isporučuje u svaku našu kuću i stan?
Razgovarali smo o tome kako se stvara struja u 9. razredu.
(ponovite provjeru s Plikers-om)
Dakle, tema današnje lekcije: „Alternator. Transformator "
Danas ćemo se u lekciji detaljnije pozabaviti fizičkim osnovama proizvodnje električne energije i njenog prenosa potrošačima.
Predlažem da razmotrimo eksperiment
zavojnica i magnet pri približavanju i udaljavanju,
zavojnica i magnet pri kretanju okomito na osovinu zavojnice
Bez obzira na primljene prijedloge, za demonstraciju pojave indukcijske struje (pomoću programa Logger Lite).
Skrenuti pažnju učenicima na odstupanje vibracija u suprotnim smjerovima.
Postavljati pitanja:
- da li se smjer indukcijske struje promijenio kada se magnetski tok koji prodire u krug promijenio?
- da li je moguće tvrditi da je vrijednost modula indukcijske struje bila konstantna?
- Da li je moguće da sistem zavojnica-magnet postigne kontinuiranu promjenu magnetskog fluksa?
3. Demonstracija stvaranja indukcione struje tokom rotacije magneta. Koračna analiza demonstracijskih rezultata. Koristite Logger Lite.
Iz grafikona ovisnosti vrijednosti indukcijske struje o vremenu proizlazi da se izmjenična struja povremeno mijenja u veličini i smjeru za vrijeme jednako vremenu potpunog okretanja okvira.
Demonstracija video isječka o lokalnoj hidroelektrani.
Tabela "Alternator" + slika u udžbeniku - uporedite, šta nije jasno?
2. Objašnjenja za uređaj:
U turbinskim generatorima, rotor (rotira velikom frekvencijom), dakle, to je masivni čelični cilindar sa aksijalnim žljebovima, u kojem se nalaze jednosmerni namoti.
U hidrogeneratorima (male brzine) rotor je izveden u obliku zvijezde na čijoj je vanjskoj površini ojačani elektromagneti naizmjeničnog polariteta pobuđeni jednosmjernom strujom.
ROTOR alternatora pokreće glavni pokretač: parna turbina, hidraulična turbina, motor sa unutrašnjim sagorijevanjem i vjetroturbina. Njegov namotaj napaja generator istosmjerne struje, koji se obično postavlja na zajedničko vratilo s alternatorom, a ponekad i iz ispravljača, koji je povezan sa stezaljkama samog generatora.
Pitanje: Zašto se kod snažnih alternatora indukcijska struja ne pobuđuje u rotirajućem okviru, već u stacionarnom namotu statora zbog rotacije prigušnice.
Odgovor: U statoru moćne mašine, na primjer, za 500 kW, koja stvara struju od 20 kV, struja u namotu je 25 kA. Nemoguće je ukloniti takvu struju pomoću kliznog kontakta. A pobuđivači imaju male snage, struje magnetiziranja ne prelaze stotine ampera, što omogućava njihovo napajanje namotom rotora pomoću kliznog kontakta. Pored toga, stator se lakše hladi.
Važna karakteristika generatora je frekvencija induciranog EMF.
$ \u003d p · n, gdje je p broj parova polova, n je brzina rotora.
C) Primena alternatora - u raznim elektranama. Generatori snage 300-500 MW imaju efikasnost od 99% - to su vrlo napredne instalacije.
C) o elektranama: termalnim, hidrauličkim, nuklearnim.
Efikasnost termoelektrana nije veća od 40%.
HE - gubici energije su vrlo mali.
D) OGRANIČENJA:
Što je veća snaga generatora, to se manje goriva troši po 1 kWh energije. Isplativo je. Ali što je više snage, više amperaže, više grijanja i gubitaka. Upotreba različitih metoda hlađenja (vazduh, voda, vodonik, ulje) već je dostigla razumne granice - daljnje povećanje kapaciteta dovest će do veličine energetskih jedinica, što je nepovoljno u pogledu potrošnje metala i gubitaka električne energije.
Stoga se razvijaju turbinski generatori novog dizajna u kojima se koriste superprovodni namotaji.
O KRIOGENIM TURBOGENERATORIMA - PORUKA Sljedećoj lekciji?
Dakle, ako se magnetski tok probojnog kruga promijeni, tada nastaje izmjenična indukcijska struja. U ovom slučaju uopće nije važno hoće li se u ovom slučaju magnet kretati u odnosu na zavojnicu ili zavojnica u odnosu na magnet: glavno je da se magnetski tok koji prodire u krug neprestano mijenja.
Mašina u kojoj se magnetski tok koji prodire u krug neprekidno periodično mijenja i stvara se izmjenična struja, koja se naziva elektromehanički indukcijski generator.
Rotirajući dio generatora naziva se rotor, a nepokretni dio naziva se stator.
Generatori koji proizvode velike indukcijske struje koriste elektromagnet kao rotor i to u pravilu ne jedan, već nekoliko. To omogućava manju brzinu rotacije i manje trošenje generatora. Standardna frekvencija naizmenične struje u industrijskoj i rasvjetnoj mreži Rusije je 50 Hz.
Generatori koji generišu velike izmjenične struje pokreću se mehaničkom energijom: padajuća voda (hidroelektrana), para (termoelektrana, nuklearna elektrana). Ali elektrane su smještene u blizini energetskih izvora, a električna energija žicama se prenosi do potrošača. Kada struja prolazi kroz žice, dolazi do zagrijavanja žica. Stoga se određena količina toplote gubi prema Joule-Lenzovom zakonu.
Ali poprečni presjek žice ne može biti jako velik, stoga je za prijenos električne energije do potrošača na velike udaljenosti potrebno smanjiti vrijednost izmjenične struje
Transformator.
Promjeni vrijednosti izmjenične struje i napona pomogao je izum 1876. godine P.N. Transformator Yablochkov.
Svrha: 1 - povećati i smanjiti naizmenični napon pri njegovom prenošenju od izvora na velike udaljenosti do potrošača.
2- za napajanje različitih uređaja i instalacija iz AC mreže.
Uređaj: samostalan rad na modelu transformatora i na plakatu.
Zadatak: - razmotriti uređaj, shematski skicirati rad transformatora u praznom hodu (???? - zašto kada je sekundarni krug otvoren, transformator gotovo da ne troši energiju)
Demo: podnapon (Logger Lite).
Koristite crtež i oznaku na dijagramima.
13 CITAT 13 CITAT 1415 1415 13 CITAT 1415
Pozivam vas da procijenite svoje znanje na temu "izmjenična struja, transformator"
Dalji test sa Plikersom.
Domaći zadatak: 51 vježba 42 (1, 2)
Slika 5515
Priložene datoteke
Lekcija na temu "Dobijanje izmjenične električne struje."
Tip lekcije: učenje novog gradiva.
Ciljevi lekcije:
Obrazovni
Objedinjavanje znanja na temu "Fenomen elektromagnetske indukcije".
Proučavanje uređaja i principa rada alternatora i njegove primene.
Razvija se
Razvoj kognitivnih interesa i intelektualnih sposobnosti posmatranjem i demonstracijom eksperimenta.
Obrazovni
Poticanje interesa za predmet, opremanje učenika naučnim metodama spoznaje, omogućavajući im da steknu objektivno znanje o svetu oko sebe.
Negovanje odgovornog odnosa prema prirodi kao svojstvu društvene ličnosti.
Oprema
Izvor struje (VS - 24M);
Demonstracijski sklopivi transformator;
Ključ, galvanometar, elektronički osciloskop, žarulje (220V, 40W; 3,5V, 0,2A)
Posteri.
Računalo i projektor.
Tokom nastave
Organizovanje vremena
Provjera domaće zadaće.
1. Koji je zadatak postavio naučnik M. Faraday 1821. godine?
2. Kako je riješio ovaj problem? (Student demonstrira eksperimente)
3. Izvedite zaključak: pod kojim se uvjetima u svim eksperimentima pojavila indukcijska struja u zavojnici zatvorenoj za galvanometar?
4. Koji je fenomen elektromagnetske indukcije?
5. Kakva je praktična važnost otkrića fenomena elektromagnetske indukcije?
6. Koja su imena domaćih naučnika koji su dali veliki doprinos razvoju i stvaranju generatora električne energije?
Dakle, okrećemo se uređaju koji omogućava primanje električne struje, a naziva se generator.
Ideja o stvaranju električne struje na ovaj način prvi je put došla Michael Faradayu. Njegovi crteži sadrže čak i crtež prvog generatora.
Većina generatora su tzv. elektromehanički generatori, kod kojih se izmjenična električna struja stvara zbog mehaničkog kretanja pokretnog dijela takvog generatora.
Danas čitava industrija koristi tačno izmjeničnu električnu struju.
To se objašnjava činjenicom da je vrlo zgodno, prvo, primati izmjeničnu električnu struju, a drugo, pogodno je prenositi je na velike udaljenosti. Zbog toga se naizmjenična struja koristi svuda u svijetu.
Označena je na svim dijagramima valovitom linijom.
Moderni generator prilično je složen uređaj, ali u osnovi se sastoji od dva dijela - rotora i statora.
Slika 12 - Generatorski uređaj.
Stator je fiksni dio. Rotor je pomičan. Možemo reći da je stator analog zavojnice s velikim brojem zavoja. A rotor je magnet koji se okreće i stvara promjenjivi magnetski tok s vremenom, prodirući kroz one petlje koje se nalaze u statoru, indukuje, indukuje električnu struju u tim petljama.
Ako je generator male snage, tada je obično rotor napravljen od trajnog magneta. Daju mu određeni oblik, stvaraju nekoliko odvojenih stupova iznutra. Ovaj trajni magnet, rotirajući direktno unutar statora, direktno stvara induktivnu električnu struju. Ako je potreban moćan generator, u ovom slučaju rotor više nije trajni magnet, već elektromagnet.
Naravno, mora se reći da se u svim generatorima rotor okreće uslijed rada vanjske sile. Ako je ovaj generator instaliran u hidroelektrani, tada se tamo koristi energija vode koja pada. U ovom slučaju, rotor se okreće malom brzinom. Zbog toga je potrebno napraviti rotor složenog oblika kako bi se stvorila velika promjena magnetskog fluksa tokom rotacije rotora i postigla značajna električna struja. Na primjer, kod generatora u termoelektranama rotor će se okretati zbog dolazne pare, tamo je frekvencija rotacije prilično velika, a u ovom će slučaju broj polova i oblik rotora biti potpuno drugačiji.
Slika 13 - Uređaj rotora i statora.
Ako govorimo o statoru, onda je ovo stacionarni dio generatora. U njemu su urezani žljebovi. Zamislite cilindar u kojem su izrezani žljebovi, u njima je položen namot statora, gdje se stvara indukcijska električna struja. Tako rade alternatori.
Pitanje prijenosa izmjenične električne struje je od velike važnosti. Prijenos izmjenične električne struje na velike udaljenosti povezan je s elektromagnetskom indukcijom. Za prijenos izmjenične električne struje koriste se uređaji zvani transformatori.Transformator- uređaj za pretvaranje električne struje i napona.Sastoji se od dvije zavojnice, zovu se namotaji, a te dvije zavojnice (možda ih zapravo može biti više) stavljaju se na jednu jezgru.
Slika 14 - Izgled transformatora.
Transformatorje uređaj koji se sastoji od dvije ili više zavojnica stavljenih na zajedničku jezgru. Kad se povežemoizmjenična električna strujana jednoj zavojnici se u njoj stvara naizmjenično magnetno polje. Magnetsko polje jedne zavojnice pojačava se željeznom jezgrom i njen magnetni tok prodire u zavoje druge zavojnice. Tako će se električna struja generirati i u drugoj zavojnici. Ako sada promijenimo broj zavoja u jednoj i drugoj zavojnici, tada će se promijeniti vrijednosti električne struje u različitim zavojnicama.
Tu se događa najvažnija stvar. Stvar je u tome da kada električna struja teče kroz žice, glavni gubitak nastaje zbog činjenice da se žice zagrijavaju, tj. termički efekat električne struje utiče. To je glavni nedostatak kod odašiljanja istosmjerne električne struje.
A ako govorimo o izmjeničnoj struji, tada je zbog transformatora, promjenom zavoja u zavojnicama, moguće regulirati vrijednost električne struje. Ako smanjimo broj zavoja, tada možemo promijeniti vrijednost električne struje. Možemo ga smanjiti, a smanjit će se i gubitak električne struje tijekom prijenosa. Stoga transformator omogućava smanjenje vrijednosti električne struje i povećanje napona električne struje.
Stoga je prikladno prenositi izmjeničnu električnu struju, transformator se naziva pojačanim naponom. Kad takva električna struja dođe direktno u naše stanove, oni uključuju drugi transformator, koji se naziva silazni transformator. U tom se slučaju napon smanjuje na 220 W, ali se struja u krugu povećava.
Ovu električnu struju koristimo u kućanskim aparatima. Ako zasebno razmotrimo svaki dalekovod (ukratko se naziva dalekovod), tada se svaki takav vod posebno razvija za određenu elektranu iz koje primamo električnu energiju. Na putu njegovog prenosa ugrađuju se transformatorske stanice koje mijenjaju napon izmjenične električne struje.
Zadatak
Žičani prsten smješten je u jednoliko magnetsko polje (slika 1).
Strelice pored prstena ukazuju na to u slučajevimaaibprsten se kreće pravolinijski duž linija magnetske indukcijepolja,i u slučajevimac, did- rotira oko osi00". U kojem se od ovih slučajeva može pojaviti indukcijska struja u prstenu?
Slika 15
Odgovor:
Indukcijska struja u prstenu nastaje samo akod) , jer se samo u tom slučaju mijenja magnetski tok koji prožima konturu prstena.
Učenje novog materijala.
Učitelj pokazuje Faradayevo iskustvo, fokusirajući se na činjenicu da se modul i smjer indukcijske struje periodično mijenjaju.
Demonstracija iskustva.
Slika 16 - Šema demonstracije iskustva i rezultirajući oscilogram.
Dok promatraju iskustvo naponskog oblika napona, studenti bi trebali pristupitido zaključka: trenutna jačina (napon) u rasvjetnoj mreži mijenja se tijekom vremena u skladu sa harmonijskim zakonom (odnosno, prema zakonu o sinusima ili kosinusima). Nastavnik zaključak dopunjuje informacijom da je standardna trenutna frekvencija koja se koristi u rasvjetnoj mreži i industriji u Rusiji i većini zemalja svijeta 50Hz.
Učitelj demonstrira model alternatora (rotacija žičanog okvira u magnetnom polju). Nastavnik skreće pažnju učenicima na činjenicu da se mehanička energija pretvara u električnu u generatoru.
4 . Objašnjenje by poster uređaji modernog elektromehaničkog indukcionog generatora i svrha njegovih glavnih elemenata.
Slika 17 - Uređaj modernog elektromehaničkog indukcionog generatora.
Pitanje razredu : Kako je rotor generatora postavljen u rotaciji u hidroelektrani, u termoelektrani?
Odgovori učenika se raspravljaju i preciziraju.
Dobiti odgovor:
U hidroelektranama - strujom padajuće vode;
Na termičkoj pari visokog pritiska i temperature.
5. Učitelj demonstrira radni model elektrane.
Sadržaj demo iskustva:
Kolotur vodene turbine gumenim remenom povezujemo sa remenicom generatora. Zatvaramo generator na niskonaponsku žarulju od 3,5 V. Dovodimo vodu iz slavine u turbinu. Okretanje turbine prenosi se na generator. Promatramo sjaj sijalice.
Učenici bi trebali doći do zaključka: da se mehanička energija vode (pare) pretvara u mehaničku energiju rotora, koja se pak pretvara u električnu energiju!
6. Fotografije industrijskih preduzeća projiciraju se na ekran.
Konsolidacija znanja stečenog na času.
1) Pitanja:
Koja se električna struja naziva naizmjeničnom?ODkakvo jednostavno iskustvo možete dobiti?
Gdje se koristi izmjenična električna struja?
Na kojem je fenomenu danas zasnovan rad najrasprostranjenijih alternatora?
Recite nam nešto o uređaju i principu rada industrijskog generatora.
Šta pokreće rotor generatora u termoelektrani? u hidroelektrani?
Koja je standardna frekvencija industrijske struje koja se koristi u Rusiji i mnogim drugim zemljama?
2) Rješenje problema:
HE Volzhskaya U I. Lenjin je izgrađen 1950-1957, ima visinu od 30m (razlika u visini između gornjeg i donjeg toka) i električnu snagu od 2300 MW.
Procijenite potrošnju vode u sekundi.
Dano: Rješenje:
V \u003d 1 m3
1) Ep \u003d m g h m \u003d ρ V Ep \u003d ρ V g h ≈ 300 103 J
2) P \u003d W \u003d n Ep
Broj kubnih metara padne sa brane svake sekunde
Odgovor: Ep \u003d 300 kJ, ≈
ρ \u003d 103 kg / m3
Str \u003d 2,3 109 W
E p -? n \u003d \u003d?
Rezimirajući.
Učitelj sažima lekciju, daje ocjene učenicima, komentarišući svaki odgovor i ocjenu.
Zadaća:
Glavni materijal § 50. Vježba. 40 (2), str. 168.
Dodatni materijal: pripremiti poruke na temu "Termalne stanice Togliatti" i "Problemi zaštite okoliša povezani s radom termoelektrana i hidroelektrana."
Odjeljci: Fizika
Tip lekcije - formiranje novog znanja.
Oprema:
- tablica "Princip rada alternatora",
- video isječak “AC versus DC”,
- model alternatora.
Svrha lekcije:
- proučiti uređaj i princip rada alternatora, definiciju naizmjenične struje, parametre koji karakteriziraju struju (amplituda, period, frekvencija, faza), oblikovati sposobnost utvrđivanja parametara izmjenične struje analitičkom i grafičkom metodom;
- razviti sposobnost analiziranja i klasificiranja primljenih informacija, korištenja referentnih knjiga.
Tokom nastave
1. Organizovanje vremena.
2. Ažuriranje osnovnih znanja. (Slajdovi 1,2)
1. Provodnik je u električnom polju. Kako se u njemu kreću besplatni električni naboji?
A. Oscilirajte
B. Haotično
B. uredan
2. Koji je prihvaćeni smjer električne struje?
A. Smjer uređenog kretanja pozitivno nabijenih čestica.
B. Smjer uređenog kretanja negativno nabijenih čestica.
C. Ne može se dati konačan odgovor.
3. Koja je uloga izvora struje u električnom krugu?
A. Stvara nabijene čestice.
B. Stvara i održava potencijalnu razliku u električnom krugu.
B. Razdvaja pozitivne i negativne optužbe.
4. U provodniku nema električnog polja. Kako se u njemu kreću besplatni električni naboji?
A. Izvršite oscilirajuće kretanje.
B. Haotično.
B. uredan.
5. Koje sile uzrokuju odvajanje naboja u izvoru struje?
A. Kulonove odbojne snage.
B. Vanjske (neelektrične) sile.
C. Kulonove sile odbijanja i vanjske (neelektrične) sile.
3. Komunikacija svrhe i plana lekcije.
Ponovili smo materijal o istosmjernoj električnoj struji, a sada ćemo proučavati izmjeničnu električnu struju. (Slajdovi 3.4)
znam:
- otkrivanje izmjenične struje
- aC parametri (amplituda, period, frekvencija, faza)
- način dobijanja naizmenične struje
biti u mogućnosti:
- odrediti parametre izmjenične struje
- iscrtati prema tablici i pročitati graf izmjenične struje
4. Učenje novog materijala.
Do kraja 19. veka koristili su se samo izvori jednosmerne struje - hemijski elementi i generatori. To je ograničilo mogućnost prenosa električne energije na velike udaljenosti. Problem je riješen korištenjem izmjenične struje i transformatora.
(Slajdovi 5,6)
Naizmenična struja Je struja čija se promjena veličine i smjera periodično ponavlja u pravilnim intervalima i koju karakterizira amplituda, period, frekvencija, faza.
Amplituda- maksimalna vrijednost fizičke veličine. (Označava se velikim slovima s indeksom m: Im, Um, Em
Period - vrijeme tokom kojeg izmjenična struja čini puni ciklus svojih promjena. T - period, s.
UčestalostJe broj tačaka u sekundi. f - frekvencija, Hz.
f \u003d 50Hz - industrijska frekvencija naizmjenične struje u Rusiji.
Zanimljivo je. (Slajd 7).
(Izvještaj učenika o izboru industrijske frekvencije u drugim zemljama).
Razmotrimo primjere AC parametara. (Slajd 8)
| Fizičke veličine | Vrijednosti amplitude | Stvarne vrijednosti | Trenutne vrijednosti |
| Snaga struje, A | Ja - trenutno | Id \u003d | i \u003d Im sin (t + 0), i \u003d 5sin (2f t + 0) \u003d 5sin (250t + 0) \u003d 5sin (100t + 0, A |
| Napon, V | Hm - napon | Ud \u003d | U \u003d Umsin (t + 0) \u003d 50t + 0) \u003d 380 (100 t + 0), V |
| EMF, V | m - E DS | d \u003d d \u003d | \u003d sin (t + 0) \u003d 12sin (250t + 0) \u003d 12 (100 t + 0), V |
Prijem (generiranje) izmjenične struje.
(Slajdovi 9,10)
Čast stvaranja alternatora koji su revolucionirali elektrotehniku \u200b\u200bpripada Srbinu N. Tesli i ruskom inženjeru M.O. Dolivo-Dobrovolsky.
Rad alternatora zasnovan je na fenomenu elektromagnetske indukcije (EMI).
Uređaj alternatora. (Slajd 11)
- Namot statora s velikim brojem zavoja smještenim u njegovim utorima. U njemu se indukuje EMF.
- Okvir unutar kojeg su smješteni stator i rotor.
- Rotor (rotirajući dio generatora) stvara magnetsko polje od jednosmjerne električne mašine.
- Stator se sastoji od odvojenih ploča kako bi se smanjilo grijanje vrtložnim strujama. Ploče su izrađene od električnog čelika.
- Završna pločica na okviru za ublažavanje naprezanja.
Ujednačenom rotacijom rotora EMF se indukuje u namotima statora:
e \u003d E sin t \u003d BSN sin 2nt,
gdje je e \u003d BSN maksimalna vrijednost EMF; n je broj okretaja rotora u sekundi; N je broj zavoja namotaja statora.
Generirani napon u industrijskim generatorima je V.
Kada se okvir okrene u magnetnom polju, magnetski tok se menja. U okviru se indukuje varijabilni indukcijski EMF. Ako je krug zatvoren, tada nastaje induktivna struja koja se kontinuirano mijenja u veličini, a kroz 1/2 T - u smjeru.
Prisilne električne oscilacije koje nastaju u krugovima pod djelovanjem napona provode se prema sinusnom zakonu u \u003d sint ili u \u003d trošak. ...
Alternator . Generator struje - uređaj koji pretvara mehaničku energiju u električnu.Glavni dijelovi generatora:
- Induktor je uređaj koji stvara MP. Sidro je namotaj u kojem se inducira EMF. Prstenovi s četkama su uređaj koji uklanja indukcijsku struju s rotirajućih dijelova ili napaja struju napajanja elektromagnetom.
Transformator.
Transformatore je prvi put koristio 1878. godine ruski naučnik P.N. Yablochkov za pogon "električnih svijeća" koje je on izumio - novi izvor svjetlosti u to vrijeme. Ideja P.N. Yablochkova je razvio zaposlenik Moskovskog univerziteta I.F. Usagin, koji je dizajnirao poboljšani transformator. (Demonstracija sklopivog univerzalnog transformatora). Uz pomoć sklopivog univerzalnog transformatora razmatramo transformatorski uređaj.Transformator se sastoji od zatvorenog jezgra, na koji se stavljaju dvije (ponekad i više) zavojnica sa žičanim namotajima. Jedan od namota, koji se naziva primarni, povezan je s izmjeničnim izvorom napona. Drugi namotaj, na koji je povezano „opterećenje“, odnosno uređaji i uređaji koji troše električnu energiju, naziva se sekundarnim.Skicirajte u bilježnicu dijagram transformatora, njegov simbol (tablet)
Djelovanje transformatora temelji se na fenomenu elektromagnetske indukcije. Kada naizmjenična struja prolazi kroz primarni namot, u jezgri se pojavljuje izmjenični magnetski tok koji pobuđuje EMP indukcije u svakom namotaju. Čelična jezgra transformatora koncentrira magnetno polje, tako da magnetni tok postoji samo unutar jezgre i isti je u svim njenim presjecima.U primarnom namotu iman 1 okretaja, ukupni EMF indukcije e 1 jednak je n 1 e. U sekundarnom namotu, ukupni EMF e 2
jednakon 2
e, dakle Obično je aktivni otpor namotaja transformatora mali i može se zanemariti. U ovom slučaju, modul napona na stezaljkama zavojnice približno je jednak indukcijskom EMF, što znači:, Trenutne vrijednosti EMF e 1
i e 2
promjena u fazi (istovremeno dostići maksimum i istovremeno proći kroz nulu.) Stoga je omjer može se zamijeniti: 
Količina k koji se naziva odnos transformacije. Kada k \u003e 1, - transformator - opadajući. Viljuška
Zaključak o namjeni transformatora
- Najvažnija primjena transformatora je prijenos električne energije na velike udaljenosti. Transformator pronalazi veliku praktičnu primjenu u električnom zavarivanju. Stvaranje dva suprotna magnetna fluksa u jezgri potpuno opterećenog transformatora čini osnovu za moderno električno zvono u domaćinstvu. U radiotehnici za smanjenje napona (energetski transformatori).
Pitanje:
1. Koja se električna struja naziva naizmjeničnom?
1) Električna struja, koja se vremenom mijenja u veličini i smjeru
2) Električna struja koja se vremenom mijenja
3) Električna struja, koja se periodično razlikuje u apsolutnoj vrijednosti
4) Električna struja, koja se vremenom mijenja u pravcu
2. Gdje se koristi izmjenična električna struja?
1) u kućama. 2) apartmani. 3) u proizvodnji. 4) na automobilima.
5) bicikli.
3. Zašto se alternatori nazivaju indukcijskim?
1) njihovo djelovanje temelji se na fenomenu električne struje
2) njihovo delovanje se zasniva na magnetnom delovanju
3) njihovo djelovanje temelji se na fenomenu elektromagnetske indukcije
4) njihovo djelovanje temelji se na fenomenu trajnog magneta:
4. Od čega se sastoji elektromehanički indukcijski generator?
1) generator. 2) krevet. 3) stator.
4) rotor. 5) poluprstenovi. 6) četke.
5. Koji je dio indukcionog generatora pomičan?
1) stator. 2) rotor. 3) četke. 4) navijanje.
6. Koji je dio indukcijskog generatora nepomičan?
1) navijanje. 2) rotor. 3) stator.
7. Kako je rotor generatora postavljen u rotaciji kod termoelektrana?
1) voda. 2) para izgorelog goriva. 3) benzin. 4) kerozin.
8. Šta pokreće rotor generatora u hidroelektrani?
1) trajekt. 2) voda. 3) kerozin. 4) čekić.
9. Koja je standardna AC frekvencija?
1) 65Hz. 2) 55 Hz. 3) 40 Hz. 4) 50 Hz. 5) 70 Hz.
10. Koji su elementi transformatora?
1) jezgro. 2) jezgro. 3) primarni namotaj.
4) sekundarni namotaj. 5) namotavanje žice.
11. Čemu služi transformator?
1) Transformator je dizajniran za povećanje ili smanjenje izmjeničnog napona i struje
2) Transformator je dizajniran za povećanje ili smanjenje izmjeničnog napona
3) Transformator je dizajniran za povećanje ili smanjenje struje
4) Transformator je dizajniran za smanjenje izmjeničnog napona i struje
5) Transformator je dizajniran za povećanje napona i struje
12. Koliko vrsta transformatora postoji?
1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4. 5) 5.
13. Na koji je namot transformatora povezana izmjenična struja?
1) na primarni. 2) na sekundarnu. 3) na primarne i sekundarne.
14. Koji se fizički zakon može koristiti za utvrđivanje gubitka električne energije u dalekovodima?
1) Joule-ov zakon. 2) Joule-Lenzov zakon. 3) Lencov zakon.
4) Pascalov zakon. 5) Newtonov zakon.
15. Ko je izmislio transformator?
1) Lebedev. 2) Timiryazev. 3) Jabuke. 4) Pascal.
