Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Наша библиотека
| Главная » Файлы » В помощь учителю » Профессиональное образование |
Устройство назначение и принцип действия однофазных трансформаторов
| [ Скачать с сервера (1.46 Mb) ] | 2015-10-22, 7:09 AM |
| Открытый урок по Электротехнике на тему "Устройство назначение и принцип действия однофазных трансформаторов" Цель урока: 1) Образовательная: познакомить учащихся с устройством, назначением и принципом действия трансформаторов и классификацией; 2) Развивающая:развивать навыки самостоятельной работы, логическое мышление, внимание, умение строить прогнозы, выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности. 3) Воспитательная: умение общаться в коллективе, культуру речи развить интерес к предметуи окружающим явлением. Умение критически, но объективно оценивать свои ответы и ответы сверстников. Тип урока: : комбинированный, репродуктивный. Оборудование: компьютер интерактивная доска и слайды. ХОД УРОКА 1. Организационный момент Проверка наличия и готовность учащихся к уроку 2. Актуализация прежних знаний. Проводится фронтальный опрос. Учащимся предлагается ответить на вопросы(Слайд1): 1) Рассказать 2 закона Э.Д.С (возникновение электродвижущей силы)?Единица измерения? 2) Как называется явление возникновения Э.Д.Св проводниках при изменении магнитного поля? Возможно ли возникновение Э.Д.С при постоянном магнитном поле? 3) Что представляют собой вихревые токи? 4) В чем заключается их вредное действие 5)Какие способы уменьшения вихревых токов знаете? 6) Вспомните формулу, электромагнитной индукции возникающую в катушке? (написать формулу на доске с пояснением составляющих и ед. измерения) 3. Формирование новых понятий и способов действий. Сообщение новой темы урока. (Слайд2). "Устройство назначение и принцип действия однофазных трансформаторов" Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения частоты тока. (Записать в тетрадь) 1.Классификация (Слайд3)Трансформаторы различают: 1) по уровню мощности 2) по назначению – силовые трансформаторы систем энергоснабжения; (задание учащимся прочитать: где устанавливают силовые трансформаторы(Стр. 119) для Чего и по какой причине ответ: передача возможна только при высоком напряжении не ниже 100 кВ, а генераторы дают всего 6кВ ) трансформаторы питания (Слайд4)-для питания электронной аппаратуры,бытовых устройств и т.д.; измерительные трансформаторы (Слайд5)- расширяющие пределы измерения амперметров, вольтметров и т.д. Специальные(Слайд6) – для питания электропечей ,электросварочные трансформаторы; автотрансформаторы(Слайд7)для преобразования значений в небольших пределах. 3) по числу фаз (Слайд8)– одно- и трехфазные; трансформаторы с числом фаз более трех 4)по числу обмоток в фазе(Слайд9) – двух- и многообмоточные.( сделать запись в тетрадь кратко заново слайды начиная с 3-го) 2.Констукция. Как же он устроен из чего состоит, а главное кто дал жизнь трансформатору ? Этот вопрос ушел в историю конструирования трансформаторов. Ответ подготовил учащийся(Слайд10) Тема доклада: «историю конструирования трансформаторов.» Ученик читает доклад: «"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, внесли вклад: русский инженер И. Усагин (1882 г.), англичане Горяр и Гиббс (1885 г.), венгерские инженеры Циперновский, Дери и Блати (1885 г.).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 Дж. Вестингауз, серб Н. Тесла.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. Уже в предвоенный период завод выпускал мощные силовые трансформаторы напряжением до 220 кВ. Первые советские трансформаторы создавались по образцу трансформаторов фирмы Дженерал Электрик (США) и при участии ее консультанта. После войны были построены новые предприятия и, прежде всего, Запорожский трансформаторный завод, Тольяттинский электротехнический завод и др. Вскоре эти два завода приняли на себя основную нагрузку попроизводству высоковольтных силовых трансформаторов для энергетики. Московский электрозавод стал все больше специализироваться на изготовлении силовых трансформаторов для электрических печей, шунтирующих реакторов всех классов напряжения, измерительных трансформаторов напряжения, регулировочных трансформаторов и др. Изготовление силовых трансформаторов предельных мощностей постепенно сосредотачивалось на Запорожском трансформаторном заводе, а выпуск значительного количества трансформаторов небольшой мощности (до напряжения 20 кВ) — на Минском электротехническом заводе, построенном в конце 50-х годов. После распада СССР значительное количество трансформаторных мощностей оказалось за пределами России. (Запись в тетрадь) Продолжаю объяснять. (Слайд11) На слайде изображен однофазный трансформатор. Основные части трансформаторов – обмотки и магнитопровод или сердечник. Обмотка трансформатора – это совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС витков. Обмотки трансформаторовпредставляют собой катушки, намотанные из изолированного провода, в большинстве случаев медного. Отдельные слои проводов изолируют друг от друга тонкой межслойной изоляцией из специальной бумаги или ткани, пропитанной лаками.Обмотка, включенная в сеть источника электрической энергии, называется первичной; обмотка, от которой энергия подается к приемнику, – вторичной.Обмотка трансформатора размещается так, что одна находится левом, а вторая – на правом стержне сердечника. При таком расположении обмоток достигается лучшая магнитная связь между ними.Повышение электрической прочности трансформаторов и их устойчивости к механическим и атмосферным воздействиям достигается путем заливки трансформаторов в эпоксидной смолой. (Слайд12) Обмотка установлена на магнитопровод- сердечник (магнитная система), выполненный из ферримагнитного материала и предназначенный для локализации магнитного потока и усиления электромагнитной связи обмотокт.е является проводником магнитного потока.Магнитный поток при работе трансформатора нагревает сердечник что может привести к повреждению изоляции обмоток, поэтому в зависимости от условий работы и места расположения трансформаторы имеют охлаждение(Слайд13); воздушное,масленное, а также маслянным и принудительным воздушным. (Слайд14)Магнитопроводтрансформаторов малой мощности изготавливают из листовой или ленточной электротехнической стали толщиной 0,1 - 0,35 мм.Слои ленты изолируют друг от друга тонким слоем окисла, пленкой лака или бумагой с целью уменьшения вихревых токов. (Слайд15)В зависимости от конфигурации магнитопровода различают трансформаторы стержневого, броневого и кольцевого типов.Магнитопроводы трансформаторов собранные из штампованных листов, представлены на рис. 1.2. Магнитопроводыстержневых трансформаторов собирают из листов П-образной формы (рис. 1.2, а), броневых - из Ш-образной формы (рис. 1.2, б), кольцевых - из колец (рис. 1.2, в).Устройство запись в тетрадь кратко (Слайд11) 3.Принцип работы . (Слайд16) М.Фарадей обнаружил, что переменный ток в проводнике порождает переменное магнитное поле в сердечнике ,и наоборот -переменное магнитное поле сердечника возбуждает в проводнике, помещенном в это поле ,переменный электрический ток. Принцип действия рассмотрим на примере однофазного двухобмоточного трансформатора (рис. 1.3), первичная обмотка которого с числом витков w1 включена в однофазную сеть переменного тока с напряжением u1, а вторичная обмотка с числом витков w2 замкнута на сопротивление нагрузки Zн. Под действием приложенного напряжения u1 по первичной обмотке протекает ток i1, создающий МДС первичной обмотки F1= i1w1, которая приводит к появлению переменного магнитного потока. Основная часть потока (поток взаимоиндукции Ф0) замыкается по магнитопроводу, сцепляется с обеими обмотками и наводит в них ЭДС e1 и e2. Небольшая часть потока Ф, называемая потоком рассеяния первичной обмотки, замыкается по воздуху непосредственно вокруг этой обмотки.Во вторичной обмотке ЭДС e2 вызывает ток i2, на сопротивлении нагрузки Zн снимается выходное напряжение u2=i2Zн и выходная мощность P2=u2i2 Одновременно ток i2 создает МДС вторичной обмотки F2=i2w2, направление которой в контуре магнитопровода определяется по правилу Ленца.Небольшая часть потока Ф, поток рассеяния вторичной обмотки так же замыкается по воздуху непосредственно вокруг этой обмотки. (. (Слайд17)) Теперь кратко схематично запишем схему работы трансформатора Обычно 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. E1 = 4,44fn1Фm; E2 = 4,44fn2Фm. Вопрос к учащимся: как можно визуально определить обмотку высшего и низшего напряжения? 4. Закрепление Чтобы закрепить полученные знания в начале отвечаем устно на вопросы затем решаем задачи. 1.Какое устройство называют трансформатором? 2.Кратко рассказать классификацию трансформаторов? 3.Где устанавливают силовые трансформаторы? 4.Из каких основных частей состоит трансформатор. 5.Что представляет собой обмотка и какую выполняет функцию в работе трансформатора. 6.Магнитопровод- функция в работе из чего состоит? . (Слайд18)К доске по желанию выходит ученик и решает предложенную задачу: №1Дан однофазный двух обмоточный трансформатор. Вычислить коэффициент трансформации К ,количество витков в первичной обмотке W1 при числе витков во вторичной обмотке W2=40, силу тока в обмотках I1, I2, при подключении питания U1=127 В и напряжении на вторичной обмотке U2=60В.Номинальная мощность трансформатора S=3000В. №2. Сколько витков во вторичной обмотке трансформатора 10000/100, если число витков первичной обмотки равно 21000? Определить коэффициент трансформации. Дано: U1=10000 B U2=100 B n1=21000 Решение: ; = 210 B = 100 Ответ: 100, 210B. n2=?k=? №3 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. №4. Определить число витков вторичной обмотки трансформатора, если при магнитном потоке в магнитопроводе 10-3 Вбнаведенная в ней эдсравна 220В при частоте 50Гц. Третья и четвертая задачи решаются учащимися самостоятельно (первые три человека, правильно решившие задачу, получают 5). 5.Анализ урока и выставление оценок. 6. Домашнее заданиеА.С.Касаткин стр.119-123(устно) 2 задачи (письменно) 5.Анализ урока и выставление оценок.В заключение характеризую работу группы, отмечаю отличившихся учащихся, выставляю оценки. Открытый урок по Электротехнике на тему "Устройство назначение и принцип действия однофазных трансформаторов" Цель урока: 1) Образовательная: познакомить учащихся с устройством, классификацией, назначением и принципом действия трансформаторов; 2) Развивающая: развивать навыки самостоятельной работы, логическое мышление, внимание, умение строить прогнозы, выражать речью результаты собственной мыслительной деятельности. 3) Воспитательная: умение общаться в коллективе, развить интерес к предмету и окружающим явлением. Умение критически, но объективно оценивать свои ответы и ответы сверстников. Тип урока: комбинированный, репродуктивный. Оборудование: компьютер интерактивная доска и слады. ХОД УРОКА 1. Организационный момент - Проверка наличия и готовность учащихся к уроку 2. Актуализация прежних знаний. Фронтальный опрос по пошедшим темам. 3. Формирование новых понятий и способов действий. 1) Классификация трансформаторов. 2) Доклад на тему: «История конструирования трансформаторов»- докладывает учащийся. 3) Устройство трансформатора. 4) Принцип работы трансформатора и линейные параметры. 4.Закрепление новых знаний Вопросы: 1.Какое устройство называют трансформатором? 2.Кратко рассказать классификацию трансформаторов? 3.Где устанавливают силовые трансформаторы? 4.Из каких основных частей состоит трансформатор. 5.Что представляет собой обмотка и какую выполняет функцию в работе трансформатора? 6.Магнитопровод- как устроен и какую функцию выполняет при работе трансформатора? Решение задач. 5.Домашнее задание: А.С.Касаткин стр.119-123(устно) 2 задачи (письменно) 6.Анализ урока и выставление оценок. | |
| Просмотров: 1246 | Загрузок: 37 | | |
Пятница, 2024-04-26, 8:02 PM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Категории раздела | |||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|