Физика 11класс

Тема: Модульный урок на тему « Трансформатор».
Физика 11класс (базовый уровень).
Учитель: Зваричук Татьяна Анатольевна, 2квалификационная категория
Место работы: МБОУ «Октябрьская средняя общеобразовательная школа №1»Архангельская область Устьянский район п. Октябрьский
УМК:
Автор программы: Л.Э. Генденштейн, Л.А.Кирик, В.А.Коровин
Учебник: Л.Э. Генденштейн, Ю.И.Дик Физика 11 Москва Илекса 2008г
Сборник заданий и самостоятельных работ: Л. А. Кирик, Ю.И.Дик Физика 11 Москва Илекса 2008г.
Урок 31, 7-ой по теме «Электромагнитное поле».
Цель:
Образовательная: изучить устройство и принцип действия трансформатора
Развивающая: развивать умение работать с текстом, логически мыслить при решении задач, объективно оценивать свою работу
Воспитательная: воспитывать бережное отношение к потребляемой электроэнергии, контролировать время выполнения работы.
Прогнозируемые результаты: находить трансформатор среди физических приборов, знать устройство, принцип действия, назначение
трансформатора.
Этапы урока
1.Организационный момент
2.Актуализация знаний
Деятельность учителя
Организует учащихся на
урок
Учитель: Задача1. В 1873
г.
на
Венской
международной выставке
французский электрик И.
Фонтен демонстрировал
обратимость
электрических машин.
Последняя
машина
приводила в действие
водяной
насос
искусственного водопада.
Конспект урока:
Деятельность учащихся
Настраиваются на эффективную работу на уроке работу
Варианты ответов учеников:
Уменьшить сопротивление, увеличивая площадь
поперечного сечения проводов
Уменьшить силу тока, увеличивая напряжение
Правильный ответ: уменьшить силу тока, увеличивая
напряжение
Желая несколько снизить
мощность
двигателя
(чтобы вода не выбивалась
за пределы бассейна),
Фонтен решил увеличить
сопротивление проводов,
соединявших две машины.
Для этого он включил
между машинами барабан
с
кабелем
длиной
несколько больше 1 км.
Так
была
показана
возможность
передачи
электроэнергии на более
или менее значительное по
представлениям
того
времени
расстояние.
Вместе с тем сам Фонтен
не
был
убежден
в
экономической
целесообразности
электропередачи.
Так как при включении
соединительного кабеля он
получил
значительное
снижение
мощности
двигателя,
что
свидетельствовало
о
больших потерях энергии в
кабеле.
Как
можно
проблему
с
решить
потерей
электроэнергии?
Задача2. В магистральных
линиях электропередач
напряжение свыше200 тыс.
Вольт, а у нас дома 220В.
Как понижают напряжение
и почему?
3.Изучение нового
материала
4.Решение задач
5. Подведение итогов.
Домашнее задание
№УЭ
УЭ-0
- понижают, потому что бытовые приборы рассчитаны на
220В
- понижают, потому что опасно для жизни
- есть специальное устройство для понижения напряжения
Правильный ответ: действительно высокое напряжение
опасно для жизни и об этом нужно помнить.
Устройство, повышающее и понижающее напряжение,
называется трансформатор.
Объясняет работу с модулем Выполняют работу с модулем
Выдает листы самопроверки
работы с текстом и решения
задач
Задает домашнее задание
Подводят итоги своей работы, самооценку, выражают свое
отношение к уроку.
Модуль по теме «Трансформатор».
Цель работы, деятельность учащихся
пояснения
Цель: изучить назначение, устройство и
принцип действия трансформатора.
УЭ-1
5мин.
Входной контроль. Ответьте на вопросы:
Решение задачи1 и задачи2.
Выполняется устно.
УЭ-2
15минут
Цель: изучить устройство и принцип
работы трансформатора
Трансформатор.
Электрический ток никогда бы не получил такого
6 баллов
( за каждый
ответ 1
балл.)
Задание
Прочитайте предложенный вам текст.
Письменно ответьте на вопросы:
1.Что такое трансформатор?
2.Когда и кем были использованы первые
трансформаторы?
3.Запишите формулу, связывающую
напряжение на обмотках и число витков в
катушках трансформатора?
4.Что такое коэффициент трансформации?
5.Чему равен коэффициент трансформации
для повышающего трансформатора?
6. Чему равен коэффициент трансформации
для понижающего трансформатора?
широкого применения, если бы его нельзя было
преобразовать почти без потерь энергии. Преобразование
переменного тока, при котором напряжение увеличивается
или уменьшается в несколько раз практически без потери
мощности, осуществляется с помощью трансформаторов.
Трансформатор- устройство, применяемое для повышения
или понижения напряжения переменного тока.
Впервые трансформаторы были использованы в 1878г.
русским ученым П.Н.Яблочковым для питания
изобретенных им «электрических свечей»- нового в то
время источника света.
Простейший трансформатор представляет собой две
катушки. Намотанные на общий стальной сердечник.
Одна катушка подключается к источнику переменного
напряжения 9 эта катушка называется первичной
обмоткой), а с другой катушки ( называемой вторичной
обмоткой) снимают переменное напряжение для
дальнейшей его передачи.
Переменный ток в первичной обмотке создает переменное
магнитное поле. Благодаря стальному сердечнику
вторичную обмотку, намотанную на тот же сердечник,
пронизывает практически такое же переменное поле, что и
первичную.
Поскольку все витки пронизываются одним и тем же
переменным магнитным потоком, вследствие явления
электромагнитной индукции в каждом витке генерируется
одно и то же напряжение. Поэтому отношение
напряжений 𝑈1 и 𝑈2 первичной и вторичной обмотках
равно отношению числа витков в них:
U1 𝑁1
=
U2 𝑁2
Изменение напряжения трансформатором характеризует
коэффициент трансформации
Коэффициент трансформации - величина, равная
отношению напряжений в первичной и вторичной
обмотках трансформатора:
U
𝑁
K= U1 = 𝑁1
2
2
Повышающий трансформатор- трансформатор,
увеличивающий напряжение (U2 > U1 ). У повышающего
трансформатора число витков 𝑁2 во вторичной обмотке
должно быть больше числа витков 𝑁1 в первичной обмотке,
т.е. к<1.
Понижающий трансформатор – трансформатор,
уменьшающий напряжение (U2 < U1 ). У понижающего
трансформатора число витков во вторичной обмотке
должно быть меньше числа витков в первичной обмотке, т.
е к>1.
УЭ-3
3минуты
2 балла
Цель: рассмотреть устройство и принцип
работы трансформатора
Задание
Внимательно рассмотри устройство и
принцип работы трансформатора
УЭ-4 20
мин.
За каждый
№10.4,10.51балл
№10.10,
10.112балла
№10.18,
10.20-3
балла
Максимальн
Цель: учиться решать задачи по теме
«трансформаторы»
Задание№3
Решить из сборника задач следующие
номера письменно № 10.4, 10.5,10.10,10.11,
10.18, 10.20.
Демонстрация трансформатора учителем
ое
количество
баллов-12
УЭ-5
2 минуты
Запиши домашнее задание.
Задание5
Подведи итог своей работы на уроке.
Продолжи предложение:
Я сегодня на уроке поработал …
Я сегодня понял материал…
Я сегодня набрал … баллов.
Я сегодня заработал оценку…
10-12баллов- «3»
13-17 баллов-«4»
18-20 баллов-«5»
Приложение.
Оценочный лист
ФИО ________________________________
Учебный элемент
УЭ-2
УЭ-3
УЭ-4
Количество баллов
Итого ___________ баллов.
Оценка __________
Решение задач по теме «Трансформатор».
№10.4
Ответ:___________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
№10.5
Ответ:___________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
№10.10
Дано:
Решение.
№10.11
Дано:
Решение.
№10.18
Ответ:___________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________
№10.20
Ответ:
_________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________
Лист проверки №1
1.Трансформатор- устройство, применяемое для повышения или понижения напряжения переменного тока.
2.Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П.Н.Яблочковым для питания изобретенных им «Электрических
свечей»- нового в то время источника света
U
𝑁
3. U1 = 𝑁1
2
2
4. Коэффициент трансформации - величина, равная отношению напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора:
U
𝑁
K= U1 = 𝑁1
2
U1
2
𝑁
5. K= U = 𝑁1 , к<1.
U
2
2
𝑁
6. K= U1 = 𝑁1 , к>1
2
2
Лист проверки№2
№10.4
Ответ: Нет. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Ток во второй катушке возникать не будет.
№10.5
Ответ: Эталон частоты выбран с учетом инерционности человеческого зрения, позволяющего различать сигналы длительностью не менее
0,05с. Если частоту взять 10 Гц, то глаз будет видеть мерцание света. Это неудобно.
№10.10
Решение:
U
𝑁
200
K= U1 = 𝑁1 = 25 =8 к>1, понижающий трансформатор в 8 раз
2
U
2
𝑁
№10.11
Решение.
𝑈2 𝑁1
K= U1 = 𝑁1 отсюда 𝑁2 =
2
2
𝑈1
=
220∙720
36
=4400 витков
№10.18
Как определить число витков
Как определить число витков катушки фильтрового дросселя, а также выходного или силового трансформатора, не разматывая их?
Сделать это можно довольно просто при помощи вольтметра переменного тока со шкалой на 3-5 V.
Для этого на катушку, не разбирая сердечника, надо намотать дополнительную обмотку в 20 витков. Для дополнительной обмотки требуется
22,5 м изолированного провода диаметром 0,30,6 мм. Его пропускают в зазоры между катушкой и железом (рис. 1).
Рис. 1
По окончании намотки к концам дополиителной обмотки присоединяют вольтметр, а основную обмотку включают в сеть переменного тока
(рис. 2).
Рис. 2
Далее производится следующий несложный расчет.
Допустим, что дополнительная обмотка состоит из 21 витка. При включении основной обмотки в сеть напряжением 110 V вольтметр,
присоединенный к дополнительной обмотке, показал 1,4 V. Это значит, что для получения напряжения в 1 V нужно: 21 : 1,4 = 15 витков. Так
как к основной (первичной) обмотке подводится 110 V, a напряжению в 1 V соответствуют 15 витков, то эта обмотка, если бы отсутствовали
потери, должна была бы состоять из 110×15=1 650 витков. Но во всяком трансформаторе имеются потери, поэтому полученное число нужно
увеличить в среднем на 10%. Следовательно, искомое число витков тушки примерно будет: 1650+15=1665.
Литература:
1.КирикЛ. А, Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика10 Методические материалы для учителя Илекса, 2005
2.Гузеев В.В.Образовательная технология от приема до философии Москва 1996
3.Третьяков П.И., Сенновский И.Б. Технология модульного обучения в школе М: Новая школа,1997
4.Попова Т.Г., Кругова Г.А., Закирова О.Г. Инновационные образовательные технологии Волгоград 2010