Lekcija izmenični tok alternatorja. Oris pouka fizike
Elektromagnetno polje
LEKCIJA 8/20
Tema. Izmenični tok. Alternator
Cilj lekcije: oblikovanje razumevanja učencev o izmeničnem toku in kako do njega.
Vrsta lekcije: kombinirana lekcija.
UČNI NAČRT
PREUČEVANJE NOVEGA GRADIVA
V proizvodnji in vsakdanjem življenju se izmenični tok uporablja veliko pogosteje kot enosmerni tok.
Ø Izmenični tok je električni tok, ki se občasno spreminja v velikosti in smeri.
Izmenični tok proizvajajo generatorji izmeničnega toka, ki uporabljajo pojav elektromagnetne indukcije. Predstavljajmo si vodnik v obliki okvirja s površino S, ki se enakomerno vrti s kotno hitrostjo ω v enakomernem magnetnem polju (magnetna indukcija je pravokotna na os vrtenja okvirja). Magnetni tok skozi okvir Ф \u003d ВScosα, kjer je α kot med normalnim vektorjem na območje okvirja in črtami magnetne indukcije.
Če začnemo meriti čas v trenutku, ko je vektor usmerjen po premicah magnetne indukcije, potem je začetna vrednost kota α enaka nič, odvisnost kota od časa pa ima obliko: α \u003d ωt, torej Ф \u003d BScosωt.
Sprememba magnetnega pretoka povzroči nastanek EMF indukcije v okvirju. Po zakonu elektromagnetne indukcije je hitrost spremembe magnetnega pretoka Δ Ф / Δ t z vidika matematike izpeljanka funkcije Ф (t), zato je
Tako je obravnavani okvir vir EMF, izvaja harmonična nihanja z amplitudo. Če je okvir sestavljen iz N obratov, se amplituda EMF poveča za N-krat:
Če želite izkoristiti nastali EMF, lahko premične konce okvirja pritrdite na fiksne kontakte zunanjega električnega kroga. Možno je na primer zagotoviti, da kovinski obroč z vsakega od koncev okvirja drsi po svojem elastičnem kontaktu (krtača). Potem lahko ščetke štejemo za stebre tokovnih virov.
Če na te polove priključite upor z uporom R, bo napetost na uporu sovpadala z EMF v okvirju: tok v uporu pa bo:
Amplituda toka v tem izrazu je obdobje izmeničnega toka in njegova frekvenca
POPRAVILO PREUČENEGA GRADIVA
KAJ SMO SE NAUČILI NA LEKCIJI
· Izmenični tok je električni tok, ki se občasno spreminja v velikosti in smeri.
· Alternator je elektromehanska naprava, ki mehansko energijo pretvori v električno energijo izmeničnega toka.
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.
Vseslovenski festival pedagoške ustvarjalnosti
(Študijsko leto 2016/2017)
Nominacija: Pedagoške ideje in tehnologije
Naslov dela: Povzetek lekcije na temo »Alternator. Transformator "9 celic
Lekcija na temo: Alternator. Transformator.
Namen lekcije: ponavljanje in posploševanje znanja o industrijski metodi pridobivanja električne energije, podrobna študija transformatorja.
Naloge
Izobraževalni
Za utrditev znanja o temah "Pojav elektromagnetne indukcije in izmeničnega toka."
Preučite načelo sprejemanja in oddajanja izmeničnega toka.
Seznaniti s tehničnimi napravami: alternator in transformator.
Razvijanje
Ustvarite pogoje za razvoj kognitivnih interesov in intelektualnih sposobnosti v procesu opazovanja demonstracije eksperimenta in samostojnega dela na lekciji.
Razvijte sposobnost postavljanja in preizkušanja hipotez, odkrivanje povezave med električnim tokom in magnetnim poljem, razlaganje rezultatov.
Izobraževalni
Ustvarite pogoje za spodbujanje zanimanja za to temo, opremite študente z znanstvenimi metodami spoznavanja in jim omogočite, da pridobijo objektivno znanje o svetu okoli sebe.
Učiti potrebo po skladnosti s pravili za varno uporabo tehničnih naprav, delovati kot pristojni porabnik električne energije.
Učni načrt:
Organizacijski čas.
Preučevanje gradiva o izmeničnem toku (+ demo).
Študija principa delovanja alternatorja.
Poznavanje izzivov AC prenosa.
Študija naprave transformatorja.
Poznavanje načel AC prenosa.
Povzetek lekcije
Domača naloga.
Med poukom
Organizacijski trenutek. Ponovitev d / z. Motivacija:
Ali poznate kakšen fizični pojav, odkrit v začetku 19. stoletja, ki je osnova celotne sodobne civilizacije in je celo osebno udobje vsakega od nas neposredno povezano s tem pojavom? Poslušajte otroke
(To je pojav EMP)
Ali obstaja povezava med pojavom EMP in proizvodnjo električne energije, ki jo dovajamo v vsako hišo in stanovanje?
Pogovarjali smo se o tem, kako v 9. razredu nastaja elektrika.
(ponovite preverjanje s Plikersom)
Torej, tema današnje lekcije: »Alternator. Transformator "
Danes se bomo v lekciji podrobneje ukvarjali s fizičnimi osnovami proizvodnje in prenosa električne energije do potrošnikov.
Predlagam, da razmislite o poskusu
tuljava in magnet pri približevanju in oddaljevanju,
tuljava in magnet pri premikanju pravokotno na os tuljave
Ne glede na prejete predloge izvedite demonstracijo indukcije toka (z uporabo programa Logger Lite).
Učence opozorite na odstopanje vibracij v nasprotnih smereh.
Sprašuj:
- Ali se je smer indukcijskega toka spremenila, ko se je magnetni tok, ki je prodrl v vezje, spremenil?
- ali je mogoče trditi, da je bila vrednost modula indukcijskega toka konstantna?
- Ali sistem magnetnih tuljav lahko neprekinjeno spreminja magnetni tok?
3. Prikaz nastajanja indukcijskega toka med vrtenjem magneta. Analiza rezultatov predstavitve po korakih. Uporabite Logger Lite.
Iz grafa odvisnosti vrednosti indukcijskega toka od časa izhaja, da se izmenični tok občasno spreminja v velikosti in smeri za čas, ki je enak času popolnega obrata okvirja.
Demonstracija video posnetka o lokalni hidroelektrarni.
Tabela "Alternator" + slika v učbeniku - primerjajte, kaj ni jasno?
2. Pojasnila za napravo:
V turbinskih generatorjih je rotor (vrti se z visoko frekvenco), zato je to masiven jekleni valj z aksialnimi utori, kjer se nahajajo enosmerna navitja.
V hidrogeneratorjih (nizka hitrost) je rotor izdelan v obliki zvezde, na zunanji površini katere so ojačani elektromagneti z izmenično polarnostjo, vzbujeni z enosmernim tokom.
ROTOR alternatorja poganja glavni pogon: parna turbina, hidravlična turbina, motor z notranjim zgorevanjem in vetrna turbina. Njegovo navitje napaja generator enosmernega toka, ki je običajno nameščen na skupni gredi z alternatorjem, včasih pa iz usmernika, ki je povezan s sponkami samega generatorja.
Vprašanje: Zakaj se v močnih alternatorjih indukcijski tok ne vrti v vrtljivem okvirju, temveč v mirujočem statorskem navitju zaradi vrtenja induktorja.
Odgovor: V statorju močnega stroja, na primer pri 500 kW, ki ustvarja tok 20 kV, je tok v navitju 25 kA. Takšnega toka je nemogoče odstraniti z drsnim kontaktom. In vzbujevalniki imajo majhne moči, magnetizacijski tokovi ne presegajo stotine amperov, zaradi česar jih je mogoče z drsnim kontaktom dovajati do navitja rotorja. Poleg tega je stator lažje hladiti.
Pomembna značilnost generatorja je frekvenca induciranega EMF.
$ \u003d p · n, kjer je p število parov polov, n je hitrost rotorja.
C) Uporaba alternatorja - v različnih elektrarnah. Generatorji z zmogljivostjo 300-500 MW imajo 99-odstotni izkoristek - gre za zelo napredne instalacije.
C) o elektrarnah: toplotnih, hidravličnih, jedrskih.
Učinkovitost termoelektrarn ni večja od 40%.
HE - izgube energije so zelo majhne.
D) OMEJITVE:
Več kot je moči generatorja, manj goriva se porabi na 1 kWh energije. To je stroškovno učinkovito. Toda več moči, več amperaže, več ogrevanja in izgub. Uporaba različnih načinov hlajenja (zrak, voda, vodik, olje) je že dosegla razumne meje - nadaljnje povečanje zmogljivosti bo privedlo do velikosti agregatov, kar je neugodno glede porabe kovin in izgub električne energije.
Zato se razvijajo turbinski generatorji nove zasnove, v katerih se uporabljajo superprevodna navitja.
O KRIOGENIH TURBOGENERATORJIH - SPOROČILO DO NASLEDNJE LEKCIJE?
Torej, če se magnetni tok prodirajočega vezja spremeni, nastane izmenični indukcijski tok. V tem primeru sploh ni pomembno, ali se bo v tem primeru magnet premikal glede na tuljavo ali tuljava glede na magnet: glavno je, da se magnetni tok, ki prodira v vezje, nenehno spreminja.
Stroj, v katerem se magnetni tok, ki prodira v vezje, neprekinjeno periodično spreminja in nastaja izmenični tok, se imenuje elektromehanski indukcijski generator.
Vrtljivi del generatorja se imenuje rotor, mirujoči del pa stator.
Generatorji, ki proizvajajo velike indukcijske tokove, uporabljajo elektromagnet kot rotor in praviloma ne enega, temveč več. To omogoča nižjo hitrost vrtenja in manjšo obrabo generatorja. Standardna frekvenca izmeničnega toka v industrijskem in svetlobnem omrežju Rusije je 50 Hz.
Generatorji, ki ustvarjajo velike izmenične tokove, se sprožijo z mehansko energijo: padajoča voda (HE), para (TPP, NPP). Toda elektrarne se nahajajo v bližini energetskih virov, elektrika pa se po žicah prenaša na potrošnika. Ko tok teče skozi žice, pride do ogrevanja žic. Zato se po zakonu Joule-Lenz izgubi določena količina toplote.
Toda prerez žice ne more biti zelo velik, zato je za prenos električne energije potrošniku na velike razdalje treba znižati vrednost izmeničnega toka
Transformator.
Spreminjanju vrednosti izmeničnega toka in napetosti je izum leta 1876 pomagal P.N. Transformator Yablochkov.
Namen: 1 - povečati in zmanjšati izmenično napetost pri prenosu iz vira na velike razdalje do potrošnika.
2- za napajanje različnih naprav in instalacij iz omrežja AC.
Naprava: samostojno delo na modelu transformatorja in na plakatu.
Naloga: - razmislite o napravi, shematsko skicirajte delovanje transformatorja v prostem teku (???? - zakaj, ko je sekundarni tokokrog odprt, transformator skoraj ne porablja energije)
Predstavitve: podnapetost (Logger Lite).
Na diagramih uporabite risbo in oznako.
13 CITAT 13 CITAT 1415 1415 13 CITAT 1415
Vabim vas, da ocenite svoje znanje na temo "izmenični tok, transformator"
Nadaljnji test s Plikersom.
Domača naloga: 51 vaja 42 (1, 2)
Slika 5515
Priložene datoteke
Lekcija na temo "Pridobivanje izmeničnega električnega toka."
Vrsta lekcije: učenje novega gradiva.
Cilji lekcije:
Izobraževalni
Utrditev znanja na temo "Pojav elektromagnetne indukcije."
Študija naprave in načela delovanja alternatorja in njegova uporaba.
Razvijanje
Razvoj kognitivnih interesov in intelektualnih sposobnosti z opazovanjem in prikazom eksperimenta.
Izobraževalni
Spodbujanje zanimanja za to temo, opremljanje študentov z znanstvenimi metodami spoznavanja, ki jim omogočajo objektivno znanje o svetu okoli njih.
Spodbujanje odgovornega odnosa do narave kot družbene osebnostne lastnosti.
Oprema
Trenutni vir (ВС - 24М);
Demonstracijski zložljivi transformator;
Ključ, galvanometer, elektronski osciloskop, žarnice (220V, 40W; 3,5V, 0,2A)
Plakati.
Računalnik in projektor.
Med poukom
Organizacijski čas
Preverjanje domače naloge.
1. Kakšno nalogo si je leta 1821 zastavil znanstvenik M. Faraday?
2. Kako je rešil to težavo? (Študent pokaže poskuse)
3. Naredite zaključek: pod kakšnimi pogoji se je v vseh poskusih v tuljavi, zaprti na galvanometer, pojavil indukcijski tok?
4. Kakšen je pojav elektromagnetne indukcije?
5. Kakšen je praktični pomen odkritja pojava elektromagnetne indukcije?
6. Kako se imenujejo domači znanstveniki, ki so zelo prispevali k razvoju in ustvarjanju generatorjev električne energije?
Torej se obrnemo na napravo, ki omogoča sprejem električnega toka in se imenuje generator.
Ideja o pridobivanju električnega toka na ta način se je najprej porodila Michaelu Faradayu. Njegove risbe vsebujejo celo risbo prvega generatorja.
Večina generatorjev je tako imenovanih. elektromehanski generatorji, pri katerih se zaradi mehanskega gibanja gibljivega dela takega generatorja ustvarja izmenični električni tok.
Danes celotna industrija uporablja natančno izmenični električni tok.
To je razloženo z dejstvom, da je zelo priročno, prvič, sprejemati izmenični električni tok, in drugič, je priročno, da ga prenašamo na velike razdalje. Zato se izmenični tok uporablja povsod po svetu.
Na vseh diagramih je označena z valovito črto.
Sodobni generator je precej zapletena naprava, vendar je v osnovi sestavljena iz dveh delov - rotorja in statorja.
Slika 12 - Naprava generatorja.
Stator je fiksni del. Rotor je premičen. Lahko rečemo, da je stator analog tuljave z velikim številom zavojev. In rotor je magnet, ki se skozi čas vrti in ustvarja spreminjajoč se magnetni tok, ki prodira skozi tiste zavoje, ki so v statorju, inducira in v teh zavojih inducira električni tok.
Če je generator nizke moči, je običajno rotor narejen iz trajnega magneta. Dajo mu določeno obliko, v notranjosti ustvarijo več ločenih polov. Ta trajni magnet, ki se vrti neposredno v statorju, neposredno ustvarja induktivni električni tok. Če je potreben močan generator, v tem primeru rotor ni več trajni magnet, temveč elektromagnet.
Seveda je treba reči, da se pri vseh generatorjih rotor vrti zaradi dela zunanje sile. Če je ta generator nameščen v hidroelektrarni, se tam porabi energija padajoče vode. V tem primeru se rotor vrti z majhno hitrostjo. Zato je treba narediti rotor kompleksne oblike, da se med vrtenjem rotorja ustvari velika sprememba magnetnega pretoka in doseže pomemben električni tok. Na primer, pri generatorju v termoelektrarnah se bo rotor vrtel zaradi dohodne pare, tam je frekvenca vrtenja precej visoka, v tem primeru pa bosta število polov in oblika rotorja popolnoma drugačna.
Slika 13 - Naprava rotorja in statorja.
Če govorimo o statorju, potem je to stacionarni del generatorja. V njej so rezani utori. Predstavljajte si valj, v katerem so rezani utori, v njih je položen navit statorja, kjer nastaja indukcijski električni tok. Tako delujejo alternatorji.
Vprašanje prenosa izmeničnega električnega toka je zelo pomembno. Prenos izmeničnega električnega toka na velike razdalje je povezan z elektromagnetno indukcijo. Za prenos izmeničnega električnega toka se uporabljajo naprave, imenovane transformatorji.Transformator- naprava za pretvorbo električnega toka in napetosti.Sestavljen je iz dveh tuljav, ki se imenujejo navitja, in ti dve tuljavi (tuljav je lahko več) sta nameščeni na enem jedru.
Slika 14 - Videz transformatorja.
Transformatorje naprava, sestavljena iz dveh ali več tuljav, nameščenih na skupnem jedru. Ko se povežemoizmenični električni tokna eno od tuljav se v njej ustvari izmenično magnetno polje. Magnetno polje ene tuljave se ojača z železnim jedrom in njegov magnetni tok prodre v zavoje druge tuljave. Tako se bo v drugi tuljavi ustvaril tudi električni tok. Če zdaj spremenimo število zavojev v eni tuljavi in \u200b\u200bv drugi tuljavi, se bodo vrednosti električnega toka v različnih tuljavah spremenile.
Tu se zgodi najbolj pomembno. Bistvo je, da ko električni tok teče skozi žice, je glavna izguba posledica dejstva, da so žice ogrevane, tj. vpliva toplotni učinek električnega toka. To je glavna pomanjkljivost pri oddajanju enosmernega električnega toka.
In če govorimo o izmeničnem toku, potem je zaradi transformatorja s spreminjanjem obratov v tuljavah mogoče uravnavati vrednost električnega toka. Če zmanjšamo število obratov, potem lahko spremenimo vrednost električnega toka. Lahko ga zmanjšamo, zmanjšala pa se bo tudi izguba električnega toka med prenosom. Zato transformator omogoča zmanjšanje vrednosti električnega toka in povečanje napetosti električnega toka.
Tako je primerno prenašati izmenični električni tok, transformator se imenuje stopnjevanje, ko se napetost poveča. Ko tak električni tok pride neposredno v naša stanovanja, potem vklopijo še en transformator, ki se imenuje odstopni transformator. V tem primeru se napetost zmanjša na 220 W, vendar se tok v tokokrogu poveča.
Ta električni tok uporabljamo v gospodinjskih aparatih. Če ločeno obravnavamo vsak daljnovod (na kratko mu rečemo daljnovod), potem je vsak tak vod posebej razvit za določeno elektrarno, iz katere prejemamo elektriko. Na poti njegovega prenosa so nameščene transformatorske postaje, ki spreminjajo napetost izmeničnega električnega toka.
Naloga
Žični obroč je nameščen v enakomernem magnetnem polju (slika 1).
Puščice ob obroču to kažejo v primerihininbobroč se premika pravokotno vzdolž magnetnih indukcijskih vodovpolja,in v primerihc, dind- vrti okoli osi00". V katerem od teh primerov se lahko v obroču pojavi indukcijski tok?
Slika 15
Odgovor:
Indukcijski tok v obroču nastane le, čed) , saj se le v tem primeru spremeni magnetni tok, ki prodre v obris obroča.
Učenje novega gradiva.
Učitelj dokaže Faradayeve izkušnje in se osredotoči na dejstvo, da se modul in smer indukcijskega toka občasno spreminjata.
Prikaz izkušenj.
Slika 16 - Shema prikaza izkušenj in nastali oscilogram.
Med opazovanjem izkušenj na napetostnem valovanju naj se učenci približajodo zaključka: trenutna moč (napetost) v svetlobnem omrežju se sčasoma spreminja v skladu s harmoničnim zakonom (torej v skladu s sinusnim ali kosinusnim zakonom). Učitelj zaključek dopolni z informacijami, da je standardna trenutna frekvenca, ki se uporablja v svetlobnem omrežju in industriji v Rusiji in večini držav sveta, 50 Hz.
Učitelj predstavi model alternatorja (vrtenje žičnega okvirja v magnetnem polju). Učitelj učence opozori na dejstvo, da se mehanska energija v generatorju pretvori v električno.
4 . Pojasnilo po plakatu naprave sodobnega elektromehanskega indukcijskega generatorja in namen njegovih glavnih elementov.
Slika 17 - Naprava sodobnega elektromehanskega indukcijskega generatorja.
Vprašanje razredu : Kako je rotor generatorja postavljen v rotacijo v hidroelektrarni, v termoelektrarni?
Odgovori študentov se obravnavajo in natančno opredelijo.
Pridobite odgovor:
V hidroelektrarnah - s tokom padajoče vode;
Na termično - visokotlačni in temperaturni pari.
5. Učitelj prikaže delujoč model elektrarne.
Vsebina predstavitvene izkušnje:
Jermenico vodne turbine z gumijastim jermenom povežemo z jermenico generatorja. Generator zapremo na 3,5 V nizkonapetostno žarnico. Vodo iz pipe dovajamo v turbino. Vrtenje turbine se prenese na generator. Opazujemo sijaj žarnice.
Učenci bi morali ugotoviti: da se mehanska energija vode (pare) pretvori v mehansko energijo rotorja, ta pa v električno energijo!
6. Na zaslon se projicirajo fotografije industrijskih podjetij.
Utrditev znanja, pridobljenega na lekciji.
1) Vprašanja:
Kateri električni tok se imenuje izmenični?ODkakšno preprosto izkušnjo lahko dobite?
Kje se uporablja izmenični električni tok?
Na katerem pojavu danes temelji delovanje najbolj razširjenih alternatorjev?
Povejte nam o napravi in \u200b\u200bprincipu delovanja industrijskega generatorja.
Kaj poganja rotor generatorja v termoelektrarni? v hidroelektrarni?
Kakšna je standardna frekvenca industrijskega toka, ki se uporablja v Rusiji in mnogih drugih državah?
2) Rešitev težave:
HE Volzhskaya poimenovana po V IN. Lenin je bil zgrajen v letih 1950-1957, ima glavo 30 m (razlika v višini med gorvodno in dolvodno) in električno moč 2300 MW.
Ocenite porabo vode na sekundo.
Glede: Rešitev:
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
Število kubičnih metrov, ki vsako sekundo padejo z jezu
Odgovor: Ep \u003d 300 kJ, ≈
ρ \u003d 103 kg / m3
P \u003d 2,3 109 W
E p -? n \u003d \u003d?
Povzetek.
Učitelj povzame pouk, da ocene učencem, komentira vsak odgovor in oceno.
Domača naloga:
Glavno gradivo § 50. Vadba. 40 (2), str. 168.
Dodatno gradivo: pripravite poročila na temo "Termoelektrarne Togliatti" in "Okoljski problemi, povezani z obratovanjem termoelektrarn in hidroelektrarn."
Odseki: Fizika
Vrsta lekcije - oblikovanje novega znanja.
Oprema:
- tabela "Načelo delovanja alternatorja",
- video posnetek "AC versus DC",
- model alternatorja.
Namen lekcije:
- preučiti napravo in princip delovanja alternatorja, definicijo izmeničnega toka, parametre, ki označujejo tok (amplitudo, obdobje, frekvenco, fazo), oblikovati sposobnost določanja parametrov izmeničnega toka z analitično in grafično metodo;
- razviti sposobnost analiziranja in razvrščanja prejetih informacij, uporabe referenčnih knjig.
Med poukom
1. Organizacijski čas.
2. Posodabljanje osnovnega znanja. (Diapozitivi 1,2)
1. Vodnik je v električnem polju. Kako se v njem premikajo brezplačni električni naboji?
A. Nihaj
B. kaotično
B. urejen
2. Kakšna je sprejeta smer električnega toka?
A. Smer urejenega gibanja pozitivno nabitih delcev.
B. Smer urejenega gibanja negativno nabitih delcev.
C. Dokončnega odgovora ni mogoče dati.
3. Kakšna je vloga tokovnega vira v električnem krogu?
A. Ustvari nabite delce.
B. Ustvari in ohrani potencialno razliko v električnem tokokrogu.
B. ločuje pozitivne in negativne naboje.
4. V vodniku ni električnega polja. Kako se v njem premikajo brezplačni električni naboji?
A. Naredite nihajno gibanje.
B. kaotično.
B. urejen.
5. Katere sile povzročajo ločevanje naboja v tokovnem viru?
A. Coulomb odbojne sile.
B. Zunanje (neelektrične) sile.
C. Coulomove odbojne sile in zunanje (neelektrične) sile.
3. Sporočanje namena in načrta pouka.
Ponovili smo gradivo o enosmernem električnem toku, zdaj pa bomo preučevali izmenični električni tok. (Diapozitivi 3.4)
vem:
- odkrivanje izmeničnega toka
- aC parametri (amplituda, obdobje, frekvenca, faza)
- metoda pridobivanja izmeničnega toka
biti sposoben:
- določite parametre izmeničnega toka
- narišite po tabeli in preberite graf izmeničnega toka
4. Učenje novega gradiva.
Do konca 19. stoletja so se uporabljali samo enosmerni viri - kemični elementi in generatorji. To je omejilo sposobnost prenosa električne energije na velike razdalje. Težavo smo rešili z uporabo izmeničnih tokov in transformatorjev.
(Diapozitivi 5.6)
Izmenični tok Je tok, katerega sprememba velikosti in smeri se redno ponavlja v rednih intervalih in za katerega je značilno amplituda, obdobje, frekvenca, faza.
Amplituda- največja vrednost fizikalne količine. (Označena z velikimi črkami z indeksom m: Im, Um, Em
Obdobje - čas, v katerem izmenični tok naredi celoten cikel svojih sprememb. T - obdobje, s.
PogostostJe število obdobij na sekundo. f - frekvenca, Hz.
f \u003d 50Hz - industrijska frekvenca izmeničnega toka v Rusiji.
Zanimivo je. (Diapozitiv 7).
(Študentsko poročilo o izbiri industrijske frekvence v drugih državah).
Oglejmo si primere AC parametrov. (Diapozitiv 8)
| Fizične količine | Vrednosti amplitude | Dejanske vrednosti | Takojšnje vrednosti |
| Trenutna moč, A | Trenutno - trenutno | Id \u003d | i \u003d Im sin (t + 0), i \u003d 5sin (2f t + 0) \u003d 5sin (250t + 0) \u003d 5sin (100t + 0, A |
| Napetost, V | Hm - napetost | Uд \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 |
Sprejem (generiranje) izmeničnega toka.
(Diapozitivi 9,10)
Čast ustvarjanja alternatorjev, ki so revolucionirali elektrotehniko, pripada Srbu N. Tesli in ruskemu inženirju M.O. Dolivo-Dobrovolsky.
Delovanje alternatorja temelji na pojavu elektromagnetne indukcije (EMI).
Naprava alternatorja. (Diapozitiv 11)
- Navijanje statorja z velikim številom zavojev, ki se nahajajo v njegovih režah. V njej se inducira EMR.
- Okvir, znotraj katerega sta stator in rotor.
- Rotor (vrtljivi del generatorja) ustvarja magnetno polje iz enosmernega električnega stroja.
- Stator je sestavljen iz ločenih plošč za zmanjšanje vrtinčnega toka. Plošče so izdelane iz električnega jekla.
- Priključna plošča na okvirju za razbremenitev.
Z enakomernim vrtenjem rotorja se v navitjih statorja inducira EMF:
e \u003d E sin t \u003d BSN sin 2nt,
kjer je e \u003d BSN največja vrednost EMF; n število vrtljajev rotorja na sekundo; N je število zavojev statorskega navitja.
Generirana napetost v industrijskih generatorjih je V.
Ko se okvir vrti v magnetnem polju, se magnetni tok spremeni. V okviru je inducirana spremenljiva indukcijska EMF. Če je vezje zaprto, se pojavi induktivni tok, ki se nenehno spreminja v absolutni vrednosti in skozi 1/2 T - v smeri.
Prisilna električna nihanja, ki se pojavijo v tokokrogih pod vplivom napetosti, se izvajajo po sinusoidnem zakonu u \u003d sint ali u \u003d strošek. ...
Alternator . Tokovni generator - naprava, ki pretvarja mehansko energijo v električno.Glavni deli generatorja:
- Induktor je naprava, ki ustvari MP. Sidro je navitje, v katerem je induciran EMR. Obroči s ščetkami so naprava, ki odstrani indukcijski tok iz vrtljivih delov ali napaja napajalni tok z elektromagnetom.
Transformator.
Transformatorje je leta 1878 prvič uporabil ruski znanstvenik P.N. Yablochkov za pogon "električnih sveč", ki jih je izumil sam - takrat nov vir svetlobe. Ideja P.N. Yablochkova je razvil uslužbenec moskovske univerze I.F. Usagin, ki je zasnoval izboljšan transformator. (Prikaz zložljivega univerzalnega transformatorja). S pomočjo zložljivega univerzalnega transformatorja upoštevamo transformatorsko napravo.Transformator je sestavljen iz zaprtega jedra, na katerega sta nameščeni dve (včasih tudi več) tuljave z žičnimi navitji. Eno od navitij, imenovano primarno, je priključeno na izmenični vir napetosti. Drugo navitje, na katerega je priključena "obremenitev", torej naprave in naprave, ki porabljajo električno energijo, se imenuje sekundarno.V zvezek skicirajte diagram transformatorske naprave, njen simbol (tablični računalnik)
Delovanje transformatorja temelji na pojavu elektromagnetne indukcije. Ko izmenični tok prehaja skozi primarno navitje, se v jedru pojavi izmenični magnetni tok, ki v vsakem navitju vzbudi EMP indukcije. Jedro transformatorja koncentrira magnetno polje tako, da magnetni tok obstaja samo znotraj jedra in je enak v vseh njegovih odsekih.V primarnem navitju, ki iman 1 zavoj je skupni EMF indukcije e 1 enak n 1 e. V sekundarnem navitju je skupni EMF e 2
enakon 2
e, torej Običajno je aktivni upor navitij transformatorja majhen in ga je mogoče zanemariti. V tem primeru je napetostni modul na sponkah tuljave približno enak indukcijski EMF, kar pomeni:, Takojšnje vrednosti EMR e 1
in e 2
sprememba faze (hkrati dosežemo maksimum in hkrati prehajamo skozi ničlo.) Zato je razmerje se lahko nadomesti: 
Količina k imenovano razmerje preoblikovanja. Kdaj k \u003e 1, - transformator - navzdol. Za k
Zaključek o namenu transformatorja
- Najpomembnejša uporaba transformatorja je prenos električne energije na velike razdalje. Transformator najde veliko praktično uporabo pri električnem varjenju. Nastanek dveh nasprotnih magnetnih tokov v jedru polno obremenjenega transformatorja je osnova za sodoben gospodinjski električni zvonec. V radiotehniki za zmanjšanje napetosti (močnostni transformatorji).
Vprašanje:
1. Kateri električni tok se imenuje izmenični?
1) Električni tok, ki se sčasoma spreminja v absolutni vrednosti in smeri
2) Električni tok, ki se sčasoma spreminja
3) Električni tok, ki se občasno spreminja v absolutni vrednosti
4) Električni tok, ki se sčasoma spreminja v smeri
2. Kje se uporablja izmenični električni tok?
1) v hišah. 2) apartmaji. 3) v proizvodnji. 4) na avtomobilih.
5) kolesa.
3. Zakaj alternatorji imenujemo indukcija?
1) njihovo delovanje temelji na pojavu električnega toka
2) njihovo delovanje temelji na magnetnem delovanju
3) njihovo delovanje temelji na pojavu elektromagnetne indukcije
4) njihovo delovanje temelji na pojavu trajnega magneta:
4. Iz česa je sestavljen elektromehanski indukcijski generator?
1) generator. 2) postelja. 3) stator.
4) rotor. 5) pol obroči. 6) krtače.
5. Kateri del indukcijskega generatorja je premičen?
1) stator. 2) rotor. 3) krtače. 4) navijanje.
6. Kateri del indukcijskega generatorja je negiben?
1) navijanje. 2) rotor. 3) stator.
7. Kako je rotor generatorja v termoelektrarnah v rotaciji?
1) voda. 2) para iz zgorelega goriva. 3) bencin. 4) kerozin.
8. Kaj poganja rotor generatorja v hidroelektrarni?
1) trajekt. 2) voda. 3) kerozin. 4) kladivo.
9. Kaj je standardna frekvenca izmeničnega toka?
1) 65 Hz. 2) 55 Hz. 3) 40 Hz. 4) 50 Hz. 5) 70 Hz.
10. Kateri so elementi transformatorja?
1) jedro. 2) jedro. 3) primarno navitje.
4) sekundarno navitje. 5) navitje žice.
11. Čemu služi transformator?
1) Transformator je zasnovan za povečanje ali zmanjšanje izmenične napetosti in toka
2) Transformator je zasnovan za povečanje ali zmanjšanje izmenične napetosti
3) Transformator je zasnovan za povečanje ali zmanjšanje toka
4) Transformator je zasnovan za zmanjšanje izmenične napetosti in toka
5) Transformator je zasnovan za povečanje napetosti in toka
12. Koliko vrst transformatorjev obstaja?
1) 1. 2) 2. 3) 3. 4) 4. 5) 5.
13. Na katero navitje transformatorja je priključen izmenični tok?
1) na primarno. 2) na sekundarno. 3) na primarno in sekundarno.
14. Po kakšnem fizikalnem zakonu lahko ugotovimo izgubo električne energije v daljnovodih?
1) Joulov zakon. 2) Joule-Lenzov zakon. 3) Lenzov zakon.
4) Pascalov zakon. 5) Newtonov zakon.
15. Kdo je izumil transformator?
1) Lebedev. 2) Timiryazev. 3) Jabolka. 4) Pascal.
