Конспект урока по электротехнике

Конспект урока по электротехнике

Дата: 9.11.2021

 

Группа № 89 профессия «Мастер по ремонту и обслуживанию автомобиля » , 3 курс

Урок № 20

Тема: « Типы, назначение, устройство и принцип действие трансформаторов».

Форма работы: индивидуальная, дистанционное обучение

Тип урока: урок изучение нового материала

Цель урока:  изучить типы трансформаторов, принципы действия, режимы работы, применение трансформаторов .

 

Используемая литература: Электротехника: Учебник для нач.проф.образования/ П.А. Бутырин, О.В.Толчеев, Ф.Н. Шакирзянов. – 7-е изд.,испр.- М.: Издательский центр «Академия», 2010.- 272 с.

 

Ход работы

1. Организационный этап. Здравствуйте, ребята! На этом уроке мы изучим понятие «трансформатор», рассмотрим виды трансформаторов, принципы действия и режимы работы.

Введение

Одним из важнейших преимуществ переменного тока перед постоянным является легкость и простота, с которой можно преобразовать переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Достигается это посредством простого и остроумного устройства-трансформатора, созданного в 1876 г. Замечательным русским ученым Павлом Николаевичем Яблочковым.

П.Н. Яблочков предложил способ «дробления света» для своих свечей при помощи трансформатора. В дальнейшим конструкцию трансформаторов разрабатывал изобретатель И.Ф Усагин, который предложил применять трансформаторы для питания не только Свечей Яблочкова, но и других приемников.

В дальнейшем несколько конструкций однофазных трансформаторов с замкнутым магнитопроводом были созданы венгерскими электротехниками

О. Блати, М. Дери и К. Циперновским. Для развития трансформаторостроения и вообще электромашиностроения большое значение имели работы профессора А.Г. Столетова по исследованию магнитных свойств стали и расчету магнитных цепей.

Важная роль в развитии электротехники принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому. Он разработал основы теории многофазных и, в частности, трехфазных переменных токов и создал первые трехфазные электрические машины и трансформаторы. Трехфазный трансформатор современной формы с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости, был сконструирован им в 1891 г. С тех пор происходило дальнейшее конструктивное усовершенствования трансформаторов, уменьшалась их масса и габариты, повышалась экономичность. Основные положения теории трансформаторов были разработаны в трудах Е. Арнольда и М. Видмара.

В развитии теории трансформаторов и совершенствовании их конструкции большое значение имели работы советских ученых В.В. Корицкого, Л.М. Шотровского, Г.Н. Петрова, А.В. Сапожникова, А.В. Трамбицкого и др.

Основные понятия

Трансформатор представляет собой статический электромагнитный аппарат с двумя (или больше) обмотками, предназначенный чаще всего для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.

Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным магнитным полем. Трансформаторы широко применяются при передаче электрической энергии на большие расстояния, распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, усилительных, сигнализационных и других устройствах.

Трансформатор - статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.

Силовой трансформатор - трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и установках, предназначенных для приема и использования электрической энергии. К силовым трансформаторам относятся трансформаторы трехфазные и многофазные мощностью кВ *А и более, однофазные мощностью 5 кВ *А и более.

Повышающий трансформатор - трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка низшего напряжения.

Понижающий трансформатор- трансформатор, у которого первичной обмоткой является обмотка высшего напряжения.

Сигнальный трансформатор - трансформатор малой мощности, предназначенный для передачи, преобразования, запоминания электрических сигналов.

Автотрансформатор - трансформатор, две или более, обмотки которого гальванически связаны так, что имеют общую часть.

Импульсный сигнальный трансформатор – сигнальный трансформатор, предназначенный для передачи, формирования, преобразования и запоминания импульсных сигналов.

Устройства трансформатора

Трансформатор представляет собой замкнутый магнитопровод, на котором расположены две или несколько обмоток. В маломощных высокочастотных трансформаторах, используемых в радиотехнических схемах, магнитопроводом может являться воздушная среда.

Для уменьшения потерь на гистерезис магнитопровод изготовляют из магнитомягкого материала – трансформаторной стали, имеющей узкую петлю намагничивания. Для уменьшения потерь на вихревые токи в материал магнитопровода вводят примесь кремния, повышающую его электрическое сопротивление, а сам магнитопровод собирают из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм, изолированных друг от друга теплостойким лаком или специальной бумагой.

Различают трансформаторы стержневого и броневого типов.

 

 

Последний хорошо защищает обмотки катушек от механических повреждений. Верхнюю часть магнитопровода, называемую ярмом, крепят после насадки на стержень катушек (обмоток). Стержни и ярмо соединяют очень плотно, чтобы исключит воздушные зазоры на стыках. В маломощных трансформаторах находят широкое применение кольцевые магнитопроводы, которые собирают из штампованных колец или навивают из длинной ленты. В этих магнитопроводах отсутствует воздушный зазор, поэтому магнитный поток рассеяния мал. В трансформаторах, рассчитанных на повышенные частоты, кольцевые магнитопроводы часто прессуют из ферромагнитного порошка, смешанного с изоляционным лаком.

Обмотки трансформаторов изготовляют из медного провода и располагают на одном и том же или на разных стержнях, рядом или одну под другой. В последнем случае непосрелственно к стержню примыкает обмотка низшего напряжения, а поверх нее размещается обмотка высшего напряжения.

Обмотку трансформатора, к которой подводится напряжение питающей сети, называют первичной, а обмотку, к которой подсоединяется нагрузка,- вторичной. На сердечнике может быть размещено несколько вторичных обмоток с разным числом витков, что позволяет получить различные по значению вторичные напряжения.

При работе трансформатора за счет токов в обмотках, а также вследствие перемагничивания магнитопровода и вихревых токов выделяется теплота. Трансформаторы небольшой мощности (до 10до 10 кВ * ), для которых достаточно воздушного охлаждения, называют сухими.

 

Тест «Трансформатор»

1. Работа трансформатора основана на явлении …

а) вращающегося магнитного поля;

б) взаимоиндукции;

в) взаимодействия токов в обмотках;

г) возникновения вихревых токов.

2. Обмотка трансформатора, которую подключают к источнику переменного напряжения, называется …

а) первичной;

б) вторичной;

в) нагрузкой;

г) потребителем.

3. Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из … сечения

а) медного провода большого;

б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого;

г) алюминиевого провода малого.

4. Сердечник трансформатора собирают из …

а) железных стержней;

б) алюминиевых листов;

в) листов электротехнической стали;

г) стержней электротехнической стали.

5. Трансформатор будет понижающим, если …

а) U₁ > U₂;

б) E₁ = E₂;

в) U₁ < U₂

г) U₁ > E₁

6. Передавать электроэнергию целесообразно при напряжении …

а) низком;

б) высоком.

7. Понижающий трансформатор повысить напряжение сети …

а) может;

б) не может.

8. Расширитель трансформатора полностью заполнить минеральным трансформаторным маслом …

а) можно;

б) нельзя.

9. Трансформаторы нашли широкое применение …

а) в линиях электропередачи;

б) в технике связи;

в) в автоматике и измерительной технике;

г) во всех перечисленных областях.

10. Основные части трансформатора …

а) обмотки, магнитопровод;

б) преобразователь напряжения, обмотки;

в) электромагнит, катушки; расширитель;

г) обмотки, электроприёмник.

 

Конспект урока по электротехнике

Дата: 9.11.2021