Физика, 8класс
Тема: Трансформатор. Производство и передача электроэнергии
Цель: Изучить устройство и принцип действия трансформатора.
Ознакомить со способом производства и передачи электроэнергии.
Развивать заинтересованность в научных исследованиях и открытиях; умение обобщать и делать выводы.
Оборудование: набор трансформаторов разной конструкции, компьютер, презентация, ИД.
Ход урока
Организационный момент.
Проверка домашнего задания
Фронтальный опрос:
Что такое переменный ток? В чем отличие от постоянного? (слайд 1)
Что называют амплитудным значением напряжения, силы тока в сети переменного тока? 220 В – какое напряжение?
Что называют действующим значением напряжения, силы тока? (слайд 2)
Сообщение темы, цели и задач урока
Задача урока: Выяснить, как электричество попадает в нашу квартиру, если электростанции находятся иногда в сотнях и даже тысячах километров от дома?
План изучения темы:
Способы понижения потерь электроэнергии при передаче.
Трансформатор.
Передача электроэнергии.
Мотивация учебной деятельности.
Важным свойством переменного электрического тока является то, что напряжение и силу тока можно изменять (трансформировать). Такие превращения важны для передачи электроэнергии на большие расстояния с минимальными затратами. Как эффективно решить проблему передачи электроэнергии на большие расстояния мы и рассмотрим на данном уроке (слайд 3)
Изучение нового материала
Способы понижения потерь электроэнергии при передаче.
На основании формул Q=I2Rt и R=ρl/S предложите способы уменьшения потерь электроэнергии на нагрев проводов при передаче на большие расстояния(слайд 4).
Вывод: Уменьшить потери электроэнергии возможно только при уменьшении силы тока, а следовательно, чтобы мощность электростанции не изменилась P=IU, необходимо во столько же раз увеличить напряжение (слайд 5).
2) Трансформатор.
Уменьшить силу тока на ЛЭП, а значит увеличить напряжение, удалось при помощи трансформатора (слайд 6,7)
Опишем трансформатор и запишем таблицу в тетрадь(слайд 8,9) .
[pic] Состоит из сердечника замкнутой формы, на который намотаны две обмотки: первичная и вторичная. Первичная присоединяется к источнику тока. Ко вторичной – подсоединяется нагрузка.
Обозначение в электрической схеме
[pic]
Принцип действия
основан на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток в первичной катушке создает в стальном сердечнике переменное магнитное поле, которое создает индукционный ток во вторичной катушке.
[pic]
К- коэффициент трансформации
К˃1 – трансформатор повышающий
К ˂1 – трансформатор понижающий
Применение
При передаче электроэнергии, в сварочном аппарате, в радиотехнических устройствах ….. (заполнить самостоятельно)
3) Передача электроэнергии
Налицо преимущества передачи электроэнергии при высоком напряжении. Этого можно достичь, применяя в линиях электропередачи (ЛЭП) трансформаторы, которые повышали бы напряжение перед тем, как ток поступает в ЛЭП, и снижали бы ее на входе к потребителю (слайд 10). На электростанциях Крыма генераторы вырабатывают переменный ток напряжением 20кВ и частотой 50Гц. Поэтому повышение напряжения происходит на трансформаторной подстанции с помощью трансформаторов, которые повышают его до 220…500 кВ.
С другой стороны, прежде чем подать электроэнергию потребителям, напряжение понижается с помощью понижающих трансформаторов. В наши квартиры электричество подается при напряжении 220 В.
Крупнейшие электростанции России:
ГЭС – Саяно-Шушенская ГЭС (Хакасия). Установленная мощность - 6400 МВт.
ТЭЦ – Сургутская ГРЭС-2. Полезная мощность 5597 МВт.
АЭС – Балаковская АЭС (Саратовская область). Общая полезная мощность 3800 МВт (звание «Лучшая АЭС России»).
Симферопольская ТЭС – установленная мощность 470 МВт (слайд 11).
Симферопольская ТЭС — часть глобального проекта, предусматривающего строительство тепловых электростанций для обеспечения энергией Крыма и Севастополя. Работы по строительству Симферопольской ТЭС начались еще зимой 2015-го года. Ее месторасположение — район села Ивановка (слайд 12). Надо отметить, что при проектировании были учтены не только пожелания местных жителей, но и вопросы сохранения экологии региона. Проектировщики постарались максимально сохранить природные ресурсы, которые могли бы быть утеряны при неразумном подходе. Так, плодородная земля, которая была снята при закладке фундамента, вывезена в районы с менее плодородной почвой. Так что эта земля не просто «укатана в бетон», а будет приносить урожаи.
Закрепление нового материала
Устно:
1. Трансформаторы предназначены…
А) для получения переменного тока.
Б) для преобразования переменного тока.
В) для превращения постоянного тока в переменный.
Г) для превращения переменного тока в постоянный.
2. Коэффициент трансформации больше 1. Это значит, что такой трансформатор является…
А) повышающим. Б) понижающим.
3. Потери электроэнергии при передаче на большие расстояния связаны, в первую очередь с тем, что …
А) преобразующие электроэнергию трансформаторы обладают низким КПД.
Б) слишком велика мощность передаваемого по проводам тока.
В) значительную часть энергии приходится тратить на работу обслуживающих сеть систем.
Г) электрический ток нагревает провода линий электропередач.
4. Для сохранения передаваемой мощности, при повышении напряжения в линии передачи электроэнергии требуется ___?_____ силу тока.
А) увеличить.
Б) уменьшить.
В) оставить прежней.
5. Для чего около электростанций устанавливают повышающий напряжение трансформатор?
Письменно:
Трансформатор понижает напряжение с 240 до 120 В. Определите число витков во вторичной катушке, если первичная катушка содержит 80 витков.
Трансформатор повышает напряжение с 5В до 20 В? Какой приблизительно будет сила тока во вторичной обмотке, если по первичной протекает ток 0,5А?
Подведение итогов урока и сообщение домашнего задания.
Учитель подводит итог урока, оценивает деятельность учащихся.
Домашнее задание
Прочитать теоретический материал по учебнику §26
Ответить на вопросы с.117
Выполнить творческое задание.
Подготовить сообщение или презентацию по одной из тем:
«ТЭС и экологические проблемы», «АЭС. Нерешенные проблемы», «Биотопливо», «Альтернативные источники энергии».
