Pamoka kintamosios srovės generatorius. Fizikos pamokos metmenys
Elektromagnetinis laukas
8/20 PAMOKA
Tema. Kintamoji srovė. Generatorius
Pamokos tikslas: formuoti studentų supratimą apie kintamą srovę ir kaip ją gauti.
Pamokos tipas: kombinuota pamoka.
PAMOKOS PLANAS
NAUJOS MEDŽIAGOS TYRIMAS
Gamyboje ir kasdieniame gyvenime kintamoji srovė naudojama daug dažniau nei nuolatinė.
Ø Kintamoji srovė yra elektros srovė, kuri periodiškai keičiasi pagal dydį ir kryptį.
Kintamoji srovė gaminama kintamosios srovės generatoriais, naudojant elektromagnetinės indukcijos reiškinį. Įsivaizduokime rėmelio su plotu S formos laidininką, kuris tolygiai sukasi kampiniu greičiu ω vienodame magnetiniame lauke (magnetinė indukcija yra statmena rėmo sukimosi ašiai). Magnetinis srautas per rėmą Ф \u003d ВScosα, kur α yra kampas tarp įprasto vektoriaus iki rėmo ploto ir magnetinės indukcijos linijų.
Jei pradėsime laiką tuo metu, kai vektorius bus nukreiptas išilgai magnetinės indukcijos linijų, tada pradinė kampo α vertė yra lygi nuliui, o kampo priklausomybė nuo laiko yra tokia: α \u003d ωt, todėl Ф \u003d BScosωt.
Magnetinio srauto pokytis lemia EMF indukcijos atsiradimą kadre. Pagal elektromagnetinės indukcijos dėsnį, magnetinio srauto Δ Ф / Δ t kitimo greitis matematikos požiūriu yra funkcijos Ф (t) darinys, todėl
Taigi nagrinėjamas kadras yra EMF šaltinis, atlieka harmoninius svyravimus su amplitude. Jei kadras susideda iš N posūkių, EMF amplitudė padidėja N kartus:
Norėdami pasinaudoti gautu EML, galite pritvirtinti judančius rėmo galus prie fiksuotų išorinio elektrinio apskritimo kontaktų. Pavyzdžiui, galima užtikrinti, kad metalinis žiedas iš kiekvieno rėmo galo slystų per jo elastingą kontaktą (šepetį). Tada šepečiai gali būti laikomi srovės šaltinių poliais.
Jei prie šių polių prijungsite rezistorių su atsparumu R, rezistoriaus įtampa sutaps su rėmo EMF: ir srovė rezistoriuje bus:
Srovės amplitudė šioje išraiškoje yra kintamosios srovės periodas ir jo dažnis
TIRIAMOSIOS MEDŽIAGOS Tvirtinimas
KĄ MOKĖMĖS PAMOKOJE
· Kintamoji srovė yra elektros srovė, kuri periodiškai keičiasi pagal dydį ir kryptį.
· Generatorius yra elektromechaninis įtaisas, kuris paverčia mechaninę energiją kintamosios srovės elektros energija.
Рів1 № 9.2; 9.11; 9.12; 9.13.
Рів2 № 9.24; 9.25; 9.26, 9.27.
Рів3 № 9.31, 9.32; 9,33; 9.34.
Visos Rusijos pedagoginės kūrybos festivalis
(2016/2017 mokslo metai)
Nominacija: pedagoginės idėjos ir technologijos
Darbo pavadinimas: Pamokos tema „Generatorius. Transformatorius "9 ląstelės
Pamoka tema: Generatorius. Transformatorius.
Pamokos tikslas: žinių apie pramoninį elektros energijos gavimo metodą kartojimas ir apibendrinimas, detalus transformatoriaus tyrimas.
Užduotys
Švietimo
Sustiprinti žinias temomis "Elektromagnetinės indukcijos ir kintamosios srovės reiškinys".
Ištirkite kintamosios srovės priėmimo ir perdavimo principą.
Pristatykite techninius įtaisus: generatorių ir transformatorių.
Besivystanti
Susikurkite sąlygas pažintinių interesų ir intelektinių gebėjimų ugdymui stebėdami eksperimento demonstravimą ir savarankišką darbą pamokoje.
Ugdykite gebėjimą kelti ir išbandyti hipotezes, atrasti ryšį tarp elektros srovės ir magnetinio lauko, paaiškinti rezultatus.
Švietimo
Sukurti sąlygas domėjimuisi šia tema skatinti, suteikiant studentams mokslinius pažinimo metodus, leidžiant jiems įgyti objektyvių žinių apie juos supantį pasaulį.
Šviesti poreikį laikytis saugaus techninių prietaisų naudojimo taisyklių, elgtis kaip kompetentingas elektros energijos vartotojas.
Pamokos planas:
Laiko organizavimas.
Medžiagos apie kintamą srovę tyrimas (+ demonstracinė versija).
Generatoriaus veikimo principo tyrimas.
Susipažinimas su kintamosios srovės perdavimo iššūkiais.
Transformatoriaus įtaiso tyrimas.
Susipažinimas su kintamosios srovės perdavimo principais.
Pamokos santrauka
Namų darbai.
Užsiėmimų metu
Organizacinis momentas. Pasikartojimas d / z. Motyvacija:
Ar žinote kokį nors XIX amžiaus pradžioje atrastą fizinį reiškinį, kuris yra visos šiuolaikinės civilizacijos pagrindas ir net kiekvieno iš mūsų asmeninis komfortas yra tiesiogiai susijęs su šiuo reiškiniu? Klausykite vaikų
(Tai yra EMP reiškinys)
Ar yra ryšys tarp EMP reiškinio ir elektros energijos, kuri tiekiama kiekvienam mūsų namui ir butui, gamybos?
Kalbėjome apie tai, kaip 9 klasėje kuriama elektra.
(pakartokite patikrinimą su Plikeriais)
Taigi šios dienos pamokos tema: „Generatorius. Transformatorius "
Šiandien pamokoje mes išsamiau aptarsime fizinius elektros energijos gamybos ir perdavimo vartotojams pagrindus.
Siūlau apsvarstyti eksperimentą
ritė ir magnetas artėjant ir tolstant,
ritė ir magnetas judant statmenai ritės ašiai
Nepaisant gautų pasiūlymų, parodykite indukcinės srovės generavimą (naudodami „Logger Lite“ programą).
Atkreipkite mokinių dėmesį į vibracijų nuokrypį priešingomis kryptimis.
Užduoti klausimus:
- ar pasikeitė indukcinės srovės kryptis, kai pasikeitė į grandinę prasiskverbiantis magnetinis srautas?
- ar galima teigti, kad indukcinės srovės modulio vertė buvo pastovi?
- Ar ritės magneto sistemai įmanoma pasiekti nuolatinį magnetinio srauto pokytį?
3. Indukcinės srovės generavimo magneto sukimosi metu demonstravimas. Žingsnis po žingsnio demonstravimo rezultatų analizė. Naudokite „Logger Lite“.
Iš indukcinės srovės vertės priklausomybės nuo laiko grafiko darytina išvada, kad kintamoji srovė periodiškai keičiasi dydžiu ir kryptimi tam tikrą laiką, lygų visiško kadro apsisukimo laikui.
Vaizdo klipo apie vietinę hidroelektrinę demonstravimas.
Lentelė „Generatorius“ + paveikslėlis vadovėlyje - palyginkite, kas neaišku?
2. Įrenginio paaiškinimai:
Turbinos generatoriuose - rotorius (sukasi aukštu dažniu), todėl tai yra masyvus plieninis cilindras su ašiniais grioveliais, kuriame yra nuolatinės srovės apvijos.
Hidrogeneratoriuose (mažo greičio) rotorius yra pagamintas žvaigždės pavidalu, ant kurio išorinio paviršiaus sutvirtinami kintamo poliškumo elektromagnetai, kuriuos sužadina nuolatinė srovė.
Generatoriaus ROTOR varomas pagrindinis judesys: garo turbina, hidraulinė turbina, vidaus degimo variklis ir vėjo turbina. Jo apviją maitina nuolatinės srovės generatorius, kuris paprastai yra ant bendro veleno su kintamosios srovės generatoriumi, o kartais ir iš lygintuvo, kuris yra prijungtas prie paties generatoriaus gnybtų.
Klausimas: Kodėl galinguose generatoriuose indukcinė srovė sužadinama ne besisukančiame rėme, o stacionarioje statoriaus apvijoje dėl induktoriaus sukimosi.
Atsakymas: Pavyzdžiui, galingos mašinos statoriuje, esant 500 kW galiai, sukuriančiai 20 kV srovę, apvijos srovė yra 25 kA. Tokio srovės neįmanoma pašalinti naudojant slankųjį kontaktą. Ir žadintuvai turi mažą galią, įmagnetinimo srovės neviršija šimtų amperų, \u200b\u200bo tai leidžia juos tiekti į rotoriaus apviją naudojant slankųjį kontaktą. Be to, statorių lengviau atvėsinti.
Svarbi generatoriaus charakteristika yra sukelto EMF dažnis.
$ \u003d p · n, kur p - polių porų skaičius, n - rotoriaus greitis.
C) Generatoriaus naudojimas - įvairiose elektrinėse. 300–500 MW galios generatorių efektyvumas siekia 99% - tai labai pažangios instaliacijos.
C) apie elektrines: šilumines, hidraulines, atomines.
Šiluminių elektrinių efektyvumas yra ne didesnis kaip 40%.
HE - energijos nuostoliai yra labai maži.
D) APRIBOJIMAI:
Kuo daugiau generatoriaus galios, tuo mažiau kuro sunaudojama 1 kWh energijos. Tai ekonomiška. Bet kuo daugiau galios, tuo didesnis srovės stipris, daugiau šildymo ir nuostolių. Įvairių aušinimo būdų (oro, vandens, vandenilio, naftos) naudojimas jau pasiekė pagrįstas ribas - tolesnis pajėgumų padidėjimas lems energijos vienetų dydį, kuris yra nepalankus metalo suvartojimo ir elektros nuostolių požiūriu.
Todėl kuriami naujos konstrukcijos turbinų generatoriai, kuriuose naudojamos superlaidžiosios apvijos.
APIE KRIOGENINIUS TURBOGENERATORIUS - PRANEŠIMAS KITAI PAMOKAI?
Taigi, jei prasiskverbiančios grandinės magnetinis srautas pasikeičia, atsiranda kintama indukcinė srovė. Šiuo atveju visiškai nesvarbu, ar šiuo atveju magnetas judės ritės atžvilgiu, ar ritė, palyginti su magnetu: svarbiausia, kad magnetinis srautas, prasiskverbiantis į grandinę, nuolat kinta.
Mašina, kurioje į grandinę prasiskverbiantis magnetinis srautas periodiškai kinta nuolat ir generuojama kintama srovė, srovė vadinama elektromechaniniu indukcijos generatoriumi.
Sukamoji generatoriaus dalis vadinama rotoriumi, o stacionarioji dalis - statoriumi.
Generatoriai, gaminantys dideles indukcines sroves, naudoja elektromagnetą kaip rotorių ir, paprastai, ne vieną, o kelis. Tai leidžia mažesnį sukimosi greitį ir mažesnį generatoriaus nusidėvėjimą. Standartinis kintamosios srovės dažnis Rusijos pramoniniame ir apšvietimo tinkle yra 50 Hz.
Generatorius, generuojančius dideles kintamas sroves, įjungia mechaninė energija: krentantis vanduo (hidroelektrinė), garas (šiluminė elektrinė, atominė elektrinė). Tačiau elektrinės yra netoli energijos išteklių, o elektros energija laidais perduodama vartotojui. Kai srovė teka laidais, atsiranda laidų pašildymas. Todėl pagal Joule-Lenzo įstatymą prarandamas tam tikras šilumos kiekis.
Bet laido skerspjūvis negali būti labai didelis, todėl norint perduoti vartotojui elektrą dideliais atstumais, būtina sumažinti kintamosios srovės vertę
Transformatorius.
Pakeisti kintamosios srovės ir įtampos vertę 1876 m. Išradimas padėjo P.N. Yablochkovo transformatorius.
Tikslas: 1 - padidinti ir sumažinti kintamosios srovės įtampą, perduodant ją iš šaltinio dideliais atstumais vartotojui.
2 - įvairių prietaisų ir įrenginių maitinimui iš kintamosios srovės tinklo.
Prietaisas: savarankiškas darbas su transformatoriaus modeliu ir plakatu.
Užduotis: - apsvarstykite įrenginį, schematiškai apžvelgkite transformatoriaus veikimą tuščiąja eiga (???? - kodėl atidarius antrinę grandinę transformatorius beveik nevartoja energijos)
Demonstracijos: nepakankamas įtampa („Logger Lite“).
Diagramose naudokite brėžinį ir žymėjimą.
13 citata 13 citata 1415 1415 13 citata 1415
Kviečiu įvertinti savo žinias tema „kintamoji srovė, transformatorius“
Tolesnis bandymas su Plikeriais.
Namų darbai: 51 pratimas 42 (1, 2)
5515 pav
Prikabinti failai
Pamoka tema „Kintamosios elektros srovės gavimas“.
Pamokos tipas: naujos medžiagos mokymasis.
Pamokos tikslai:
Švietimo
Žinių įtvirtinimas tema „Elektromagnetinės indukcijos reiškinys“.
Įrenginio, generatoriaus veikimo principo ir jo taikymo tyrimas.
Besivystanti
Pažintinių interesų ir intelektinių gebėjimų ugdymas stebint ir demonstruojant eksperimentą.
Švietimo
Susidomėjimo šia tema skatinimas, studentų aprūpinimas moksliniais pažinimo metodais, leidžiantis įgyti objektyvių žinių apie juos supantį pasaulį.
Skatinti atsakingą požiūrį į gamtą, kaip į socialinę asmenybės savybę.
Įranga
Dabartinis šaltinis (ВС - 24М);
Demonstracinis sulankstomas transformatorius;
Raktas, galvanometras, elektroninis osciloskopas, lemputės (220V, 40W; 3,5V, 0,2A)
Plakatai.
Kompiuteris ir projektorius.
Užsiėmimų metu
Laiko organizavimas
Namų darbų patikrinimas.
1. Kokią užduotį mokslininkas M. Faraday iškėlė 1821 m.
2. Kaip jis išsprendė šią problemą? (Studentas demonstruoja eksperimentus)
3. Padarykite išvadą: kokiomis sąlygomis visuose eksperimentuose indukcinė srovė atsirado ritėje, uždarytoje galvanometru?
4. Koks yra elektromagnetinės indukcijos reiškinys?
5. Kokia praktinė elektromagnetinės indukcijos reiškinio atradimo svarba?
6. Kaip vardijami vidaus mokslininkai, kurie labai prisidėjo kuriant ir kuriant elektros energijos generatorius?
Taigi, mes kreipiamės į prietaisą, kuris leidžia gauti elektros srovę ir vadinamas generatoriumi.
Idėja tokiu būdu gauti elektros srovę pirmiausia kilo Michaelui Faraday. Jo piešiniuose yra net pirmojo generatoriaus brėžinys.
Dauguma generatorių yra vadinamieji. elektromechaniniai generatoriai, kuriuose dėl judančio tokio generatoriaus dalies mechaninio judėjimo susidaro kintama elektros srovė.
Šiandien visa pramonė naudoja tiksliai kintamą elektros srovę.
Tai paaiškinama tuo, kad labai patogu, pirma, gauti kintamą elektros srovę, antra, patogu ją perduoti dideliais atstumais. Štai kodėl kintamoji srovė naudojama visur pasaulyje.
Visose diagramose jis pažymėtas banguota linija.
Šiuolaikinis generatorius yra gana sudėtingas įtaisas, tačiau jis iš esmės susideda iš dviejų dalių - rotoriaus ir statoriaus.
12 paveikslas - generatoriaus įtaisas.
Statorius yra fiksuota dalis. Rotorius yra kilnojamas. Galime sakyti, kad statorius yra ritės, turinčios daug apsisukimų, analogas. O rotorius yra magnetas, kuris sukasi ir sukuria kintantį magnetinį srautą laikui bėgant, prasiskverbdamas į tas kilpas, kurios yra statoriuje, indukuoja, sukelia elektros srovę šiose kilpose.
Jei generatorius yra mažos galios, tada rotorius paprastai yra pagamintas iš nuolatinio magneto. Jie suteikia tam tikrą formą, sukuria keletą atskirų polių viduje. Šis nuolatinis magnetas, besisukantis tiesiai statoriaus viduje, tiesiogiai sukuria indukcinę elektros srovę. Jei reikalingas galingas generatorius, tokiu atveju rotorius yra nebe nuolatinis magnetas, o elektromagnetas.
Žinoma, reikia pasakyti, kad visuose generatoriuose rotorius sukasi dėl išorinės jėgos darbo. Jei šis generatorius yra sumontuotas hidroelektrinėje, ten naudojama krintančio vandens energija. Tokiu atveju rotorius sukasi mažu greičiu. Todėl norint pagaminti didelį magnetinio srauto pokytį sukantis rotoriui ir gauti reikšmingą elektros srovę, būtina pagaminti sudėtingos formos rotorių. Pavyzdžiui, prie šiluminių elektrinių generatoriaus rotorius sukasi dėl įeinančio garo, ten sukimosi dažnis yra gana didelis, o šiuo atveju polių skaičius ir rotoriaus forma bus visiškai kitokia.
13 paveikslas. Rotoriaus ir statoriaus įtaisas.
Jei kalbėsime apie statorių, tai yra nejudanti generatoriaus dalis. Jame iškirpti grioveliai. Įsivaizduokite cilindrą, kuriame pjaustomos grioveliai, šiuose grioveliuose klojama statoriaus apvija, kur generuojama indukcinė elektros srovė. Taip veikia generatoriai.
Didelę reikšmę turi kintamosios elektros srovės perdavimo klausimas. Kintamosios elektros srovės perdavimas dideliais atstumais yra susijęs su elektromagnetine indukcija. Norėdami perduoti kintamą elektros srovę, naudojami prietaisai, vadinami transformatoriais.Transformatorius- elektros srovės ir įtampos keitimo įtaisas.Jis susideda iš dviejų ritių, jie vadinami apvijomis, ir šios dvi ritės (iš tikrųjų ritinių gali būti ir daugiau) dedamos ant vienos šerdies.
14 paveikslas. Transformatoriaus išvaizda.
Transformatoriusyra įtaisas, susidedantis iš dviejų ar daugiau ritinių, uždėtų ant bendro šerdies. Kai mes prisijungsimekintama elektros srovėprie vienos iš ritinių joje sukuriamas kintamasis magnetinis laukas. Vienos ritės magnetinį lauką sustiprina geležies šerdis, o jo magnetinis srautas prasiskverbia į kitos ritės posūkius. Taigi kitoje ritėje taip pat bus sukurta elektros srovė. Jei dabar pakeisime vienos ritės ir kitos ritės apsisukimų skaičių, tada elektros srovės vertės skirtingose \u200b\u200britėse pasikeis.
Čia atsitinka svarbiausias dalykas. Esmė ta, kad kai laidais teka elektros srovė, pagrindiniai nuostoliai atsiranda dėl to, kad laidai yra šildomi, t.y. įtakos turi elektros srovės šiluminis poveikis. Tai yra pagrindinis trūkumas perduodant tiesioginę elektros srovę.
Ir jei mes kalbame apie kintamą srovę, tai dėl transformatoriaus, keičiant ritių posūkius, galima reguliuoti elektros srovės vertę. Jei sumažinsime apsisukimų skaičių, galime pakeisti elektros srovės vertę. Mes galime jį sumažinti, taip pat sumažės elektros srovės nuostoliai perdavimo metu. Todėl transformatorius leidžia sumažinti elektros srovės vertę ir padidinti elektros srovės įtampą.
Taigi patogu perduoti kintamą elektros srovę, kai įtampa padidėja, transformatorius vadinamas pakopiniu. Kai tokia elektros srovė ateina tiesiai į mūsų butus, tada įjungiamas kitas transformatorius, kuris vadinamas pakopiniu transformatoriumi. Tokiu atveju įtampa sumažėja iki 220 W, tačiau srovė grandinėje padidėja.
Šią elektros srovę naudojame buitiniuose prietaisuose. Jei atskirai apsvarstysime kiekvieną elektros liniją (ji trumpai vadinama elektros linijomis), tai kiekviena tokia linija yra atskirai sukurta konkrečiai elektrinei, iš kurios gauname elektrą. Jo perdavimo metu įrengiamos transformatorinės, kurios keičia kintamosios elektros srovės įtampą.
Užduotis
Vielos žiedas dedamas į vienodą magnetinį lauką (1 pav.).
Rodyklės šalia žiedo rodo, kad tais atvejaisairbžiedas tiesiai juda išilgai magnetinės indukcijos linijųlaukai,o tais atvejaisc, dird- sukasi aplink ašį00". Kuriais iš šių atvejų žiede gali atsirasti indukcinė srovė?
15 paveikslas
Atsakymas:
Indukcinė srovė žiede atsiranda tik tuo atveju, jeid) , nes tik šiuo atveju keičiasi žiedo kontūrą persmelkiantis magnetinis srautas.
Mokytis naujos medžiagos.
Mokytojas demonstruoja Faraday patirtį, sutelkdamas dėmesį į tai, kad periodiškai keičiasi indukcijos srovės modulis ir kryptis.
Patirties demonstravimas.
16 paveikslas. Patirties ir gautos oscilogramos demonstravimo schema.
Stebėdami įtampos bangos formos patirtį, studentai turėtų kreiptisprie išvados: dabartinė stipris (įtampa) apšvietimo tinkle laikui bėgant keičiasi pagal harmoninį dėsnį (tai yra pagal sinusinį ar kosinusinį dėsnį). Mokytojas išvadą papildo informacija, kad Rusijoje ir daugumoje pasaulio šalių apšvietimo tinkle ir pramonėje naudojamas standartinis srovės dažnis yra 50 Hz.
Mokytojas demonstruoja kintamosios srovės generatoriaus modelį (vielos rėmo pasukimas magnetiniame lauke). Mokytojas atkreipia mokinių dėmesį į tai, kad mechaninė energija generatoriuje virsta elektros energija.
4 . Paaiškinimas pagal plakatą šiuolaikinio elektromechaninio indukcijos generatoriaus įtaisai ir jo pagrindinių elementų paskirtis.
17 pav. Šiuolaikinio elektromechaninio indukcijos generatoriaus įtaisas.
Klausimas klasei : Kaip sukasi generatoriaus rotorius hidroelektrinėje, šiluminėje elektrinėje?
Aptariami ir patikslinami studentų atsakymai.
Gaukite atsakymą:
Hidroelektrinėse - krentančio vandens srove;
Ant terminio - aukšto slėgio ir temperatūros garų.
5. Mokytojas demonstruoja veikiantį jėgainės modelį.
Demonstracinės patirties turinys:
Mes sujungiame vandens turbinos skriemulį, naudodami guminį diržą, prie generatoriaus skriemulio. Mes uždarome generatorių prie 3,5 V žemos įtampos lemputės. Mes tiekiame vandenį iš čiaupo į turbiną. Turbinos sukimas perkeliamas į generatorių. Stebime lemputės švytėjimą.
Mokiniai turėtų padaryti išvadą: kad vandens (garo) mechaninė energija virsta mechanine rotoriaus energija, kuri savo ruožtu virsta elektros energija!
6. Ekrane projektuojamos pramonės įmonių nuotraukos.
Pamokoje įgytų žinių įtvirtinimas.
1) Klausimai:
Kokia elektros srovė vadinama kintama?NUOkokios paprastos patirties galite gauti?
Kur naudojama kintama elektros srovė?
Koks reiškinys yra šiandien plačiausiai paplitusių generatorių veikimas?
Papasakok mums apie pramoninio generatoriaus prietaisą ir veikimo principą.
Kas varo šiluminės elektrinės generatoriaus rotorių? hidroelektrinėje?
Koks yra standartinis pramoninės srovės dažnis, naudojamas Rusijoje ir daugelyje kitų šalių?
2) Problemos sprendimas:
Volžskajos HAE IR IR. Leninas buvo pastatytas 1950–1957 m., Jo galva yra 30 m (aukščio skirtumas tarp viršutinio ir žemutinio aukštupių), o elektros galia yra 2300 MW.
Įvertinkite vandens suvartojimą per sekundę.
Duota: Sprendimas:
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
Kiekvieną sekundę nuo užtvankos krentančių kubinių metrų skaičius
Atsakymas: Ep \u003d 300 kJ, ≈
ρ \u003d 103 kg / m3
P \u003d 2,3 109 W
E p -? n \u003d \u003d?
Apibendrinant.
Mokytojas apibendrina pamoką, pažymi mokinius, pakomentuoja kiekvieną atsakymą ir pažymį.
Namų darbai:
Pagrindinė medžiaga § 50. Pratimai. 40 straipsnio 2 dalis, 168 p.
Papildoma medžiaga: parengti pranešimus tema „Togliatti šilumos punktai“ ir „Aplinkos problemos, susijusios su šiluminių ir hidroelektrinių eksploatavimu“.
Skyriai: Fizika
Pamokos tipas - naujų žinių formavimas.
Įranga:
- lentelė "Generatoriaus veikimo principas",
- vaizdo klipas „AC versus DC“,
- kintamosios srovės generatoriaus modelis.
Pamokos tikslas:
- ištirti kintamosios srovės generatoriaus veikimo principą, kintamosios srovės apibrėžimą, srovę apibūdinančius parametrus (amplitudę, periodą, dažnį, fazę), suformuoti galimybę nustatyti kintamosios srovės parametrus taikant analitinį ir grafinį metodą;
- ugdyti gebėjimą analizuoti ir klasifikuoti gautą informaciją, naudotis žinynais.
Užsiėmimų metu
1. Laiko organizavimas.
2. Pagrindinių žinių atnaujinimas. (1,2 skaidrės)
1. Laidininkas yra elektriniame lauke. Kaip joje juda laisvi elektriniai krūviai?
A. Oskaras
B. Chaotiškas
B. Tvarkinga
2. Kokia yra priimta elektros srovės kryptis?
A. Teigiamai įkrautų dalelių judėjimo kryptis.
B. Neigiamai įkrautų dalelių judėjimo kryptis.
C. Negalima pateikti aiškaus atsakymo.
3. Koks yra srovės šaltinio vaidmuo elektros grandinėje?
A. Generuoja įkrautas daleles.
B. sukuria ir palaiko potencialų skirtumą elektros grandinėje.
B. Atskiria teigiamus ir neigiamus krūvius.
4. Laidininke nėra elektrinio lauko. Kaip joje juda nemokami elektriniai krūviai?
A. Atlikite svyruojantį judesį.
B. Chaotiškas.
B. Tvarkinga.
5. Kokios jėgos sukelia krūvio atskyrimą srovės šaltinyje?
A. Kulono atstumiančiosios jėgos.
B. Išorinės (neelektrinės) jėgos.
C. Kulono atstumiančiosios jėgos ir išorinės (neelektrinės) jėgos.
3. Tikslo ir pamokos plano perdavimas.
Mes pakartojome medžiagą apie tiesioginę elektros srovę ir dabar nagrinėsime kintamą elektros srovę. (3.4 skaidrės)
žinoti:
- kintamosios srovės aptikimas
- kintamosios srovės parametrai (amplitudė, periodas, dažnis, fazė)
- kintamosios srovės gavimo metodas
galėti:
- nustatyti kintamosios srovės parametrus
- nubraižykite pagal lentelę ir perskaitykite kintamosios srovės grafiką
4. Mokytis naujos medžiagos.
Iki XIX amžiaus pabaigos buvo naudojami tik nuolatinės srovės šaltiniai - cheminiai elementai ir generatoriai. Tai apribojo galimybę perduoti elektros energiją dideliais atstumais. Problema buvo išspręsta naudojant kintamosios srovės ir transformatorius.
(5.6 skaidrės)
Kintamoji srovė Ar srovė, kurios dydžio ir krypties pokytis periodiškai kartojasi reguliariais intervalais ir kuriai būdinga amplitudė, periodas, dažnis, fazė.
Amplitudė- didžiausia fizikinio dydžio vertė. (Pažymėta didžiosiomis raidėmis su indeksu m: Im, Um, Em
Laikotarpis - laikas, per kurį kintamoji srovė daro visą savo pokyčių ciklą. T - laikotarpis, s.
DažnisAr periodų skaičius per sekundę. f - dažnis, Hz.
f \u003d 50Hz - kintamosios srovės pramoninis dažnis Rusijoje.
Tai yra įdomu. (7 skaidrė).
(Studentų pranešimas apie pramoninio dažnio pasirinkimą kitose šalyse).
Panagrinėkime kintamosios srovės parametrų pavyzdžius. (8 skaidrė)
| Fiziniai dydžiai | Amplitudės vertės | Faktinės vertės | Momentinės vertės |
| Dabartinis stipris, A | Aš - dabartinis | Id \u003d | i \u003d Aš nuodėmė (t + 0), i \u003d 5sin (2f t + 0) \u003d 5sin (250t + 0) \u003d 5sin (100t + 0, A |
| Įtampa, V. | Um - įtampa | Uд \u003d | U \u003d Umsinas (t + 0) \u003d 50t + 0) \u003d 380 (100 t + 0), V. |
| EML, V. | m - E DS | d \u003d d \u003d | \u003d nuodėmė (t + 0) \u003d 12sin (250t + 0) \u003d 12 (100t + 0), V |
Kintamosios srovės priėmimas (generavimas).
(9, 10 skaidrės)
Garbė sukurti elektros inžineriją revoliuciją sukėlusius kintamuosius generatorius priklauso serbui N. Teslai ir rusų inžinieriui M.O. Dolivo-Dobrovolsky.
Generatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos (EMI) reiškiniu.
Generatoriaus įtaisas. (11 skaidrė)
- Statoriaus vyniojimas su daugybe posūkių, esančių jo lizduose. Jame indukuojamas EML.
- Rėmas, kurio viduje yra statorius ir rotorius.
- Rotorius (besisukanti generatoriaus dalis) sukuria magnetinį lauką iš nuolatinės srovės elektrinės mašinos.
- Statorius susideda iš atskirų plokščių, kad sumažėtų sūkurinės srovės kaitinimas. Plokštės pagamintos iš elektrinio plieno.
- Gnybtų plokštė ant rėmo, skirta stresui sumažinti.
Tolygiai sukant rotorių, EMF indukuojamas statoriaus apvijose:
e \u003d E sin t \u003d BSN sin 2nt,
kur e \u003d BSN yra didžiausia EML vertė; n yra rotoriaus apsisukimų per sekundę skaičius; N yra statoriaus apvijos apsisukimų skaičius.
Pramoniniuose generatoriuose sukurta įtampa yra V.
Kai rėmas sukasi magnetiniame lauke, magnetinis srautas keičiasi. Rėmelyje indukuojama kintama indukcinė EMF. Jei grandinė yra uždara, atsiranda indukcinė srovė, kuri nuolat kinta absoliučiąja verte ir per 1/2 T - kryptimi.
Priverstiniai elektros virpesiai, kilę grandinėse veikiami įtampos, atliekami pagal sinusinį dėsnį u \u003d sint arba u \u003d kaina. ...
Generatorius . Srovės generatorius - prietaisas, paverčiantis mechaninę energiją į elektros energiją.Pagrindinės generatoriaus dalys:
- Induktorius yra įtaisas, sukuriantis MP. Inkaras yra apvija, kurioje sukama EML. Žiedai su šepečiais yra įtaisas, pašalinantis indukcinę srovę iš besisukančių dalių arba tiekiantis maitinimo srovę su elektromagnetu.
Transformatorius.
Transformatorius pirmą kartą 1878 metais panaudojo rusų mokslininkas P.N. Yablochkovui maitinti jo sugalvotas „elektrines žvakes“ - tuo metu naują šviesos šaltinį. Idėja P.N. Yablochkovą sukūrė Maskvos universiteto darbuotojas I.F. Usaginas, sukūręs patobulintą transformatorių. (Sulankstomo universalaus transformatoriaus demonstravimas). Su sulankstomo universalaus transformatoriaus pagalba mes atsižvelgiame į transformatoriaus įtaisą.Transformatorius susideda iš uždaros šerdies, ant kurios uždedamos dvi (kartais daugiau) ritės su vielos apvijomis. Viena iš apvijų, vadinama pagrindine, yra sujungta su kintamosios įtampos šaltiniu. Antroji apvija, prie kurios prijungta „apkrova“, tai yra prietaisai ir prietaisai, vartojantys elektrą, vadinama antrine.Užrašykite nešiojamojo kompiuterio transformatoriaus schemą, jos simbolį (planšetinį kompiuterį)
Transformatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Kai kintamoji srovė praeina per pirminę apviją, šerdyje atsiranda kintamasis magnetinis srautas, kuris sužadina kiekvienos apvijos indukcijos EMF. Transformatoriaus plieno šerdis sutelkia magnetinį lauką taip, kad magnetinis srautas egzistuoja tik šerdies viduje ir yra vienodas visose jo dalyse.Pirminėje apvijoje turintn 1 apsisukimas, bendras indukcijos e 1 EMF yra lygus n 1 e. Antrinėje apvijoje bendras EMF e 2
lygun 2
el Paprastai transformatoriaus apvijų aktyvioji varža yra maža ir jos galima nepaisyti. Tokiu atveju įtampos modulis ritės gnybtuose yra maždaug lygus indukcinei EMF, o tai reiškia:, Momentinės EMF vertės e 1
ir e 2
fazės pokytis (vienu metu pasiekia maksimumą ir vienu metu praeina per nulį.) Todėl santykis galima pakeisti: 
Vertė k vadinamas transformacijos santykiu. Kada k \u003e 1, - transformatorius - žemyn. Dėl k
Išvada dėl transformatoriaus paskirties
- Svarbiausias transformatoriaus pritaikymas yra elektros energijos perdavimas dideliais atstumais. Transformatorius yra labai praktiškas elektrinio suvirinimo pritaikymas. Dviejų priešingų magnetinių srautų susidarymas visiškai pakrauto transformatoriaus šerdyje yra šiuolaikinio buitinio elektrinio varpo pagrindas. Radijo inžinerijoje įtampos mažinimui (galios transformatoriai).
Klausimas:
1. Kokia elektros srovė vadinama kintama?
1) Elektros srovė, periodiškai besikeičianti absoliučia verte ir kryptimi
2) Elektros srovė, periodiškai kintanti laikui bėgant
3) Elektros srovė, periodiškai kintanti absoliučia verte
4) Elektros srovė, periodiškai kintanti laikui bėgant
2. Kur naudojama kintama elektros srovė?
1) namuose. 2) butai. 3) gamyboje. 4) ant automobilių.
5) dviračiai.
3. Kodėl kintamosios srovės generatoriai vadinami indukcija?
1) jų veikimas pagrįstas elektros srovės reiškiniu
2) jų veikimas pagrįstas magnetiniu poveikiu
3) jų veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu
4) jų veikimas pagrįstas nuolatinio magneto reiškiniu:
4. Iš ko susideda elektromechaninis indukcijos generatorius?
1) generatorius. 2) lova. 3) statorius.
4) rotorius. 5) pusžiedžiai. 6) šepečiai.
5. Kokia indukcijos generatoriaus dalis yra kilnojama?
1) statorius. 2) rotorius. 3) šepečiai. 4) vyniojimas.
6. Kokia indukcijos generatoriaus dalis yra nejudama?
1) apvija. 2) rotorius. 3) statorius.
7. Kaip šiluminėse elektrinėse sukamas generatoriaus rotorius?
1) vanduo. 2) deginto kuro garai. 3) benzinas. 4) žibalas.
8. Kas varo hidroelektrinės generatoriaus rotorių?
1) keltas. 2) vanduo. 3) žibalas. 4) plaktukas.
9. Koks yra standartinis kintamosios srovės dažnis?
1) 65Hz. 2) 55 Hz. 3) 40 Hz. 4) 50 Hz. 5) 70 Hz.
10. Kokie yra transformatoriaus elementai?
1) šerdis. 2) šerdis. 3) pirminė apvija.
4) antrinė apvija. 5) vielos apvija.
11. Kam skirtas transformatorius?
1) Transformatorius skirtas padidinti ar sumažinti kintamosios srovės įtampą ir srovę
2) Transformatorius skirtas padidinti ar sumažinti kintamą įtampą
3) Transformatorius skirtas padidinti arba sumažinti srovę
4) Transformatorius skirtas kintamosios srovės įtampai ir srovei sumažinti
5) Transformatorius skirtas įtampai ir srovei padidinti
12. Kiek yra transformatorių tipų?
1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4. 5) 5.
13. Prie kurios transformatoriaus apvijos prijungta kintamoji srovė?
1) į pirminį. 2) į antrinį. 3) į pirminę ir antrinę.
14. Pagal kokį fizinį įstatymą galima nustatyti elektros energijos nuostolius perdavimo linijose?
1) Džaulio įstatymas. 2) Joule-Lenzo įstatymas. 3) Lenzo dėsnis.
4) Paskalio dėsnis. 5) Niutono dėsnis.
15. Kas išrado transformatorių?
1) Lebedevas. 2) Timiryazevas. 3) Obuoliai. 4) Paskalis.
