Открытый урок на тему: « ТРАНСФОРМАТОРЫ » Цель: изучение назначения, устройства и принципа действия трансформаторов. - презентация

1 Открытый урок на тему: « ТРАНСФОРМАТОРЫ » Цель: изучение назначения, устройства и принципа действия трансформаторов

2 Изобретение принципа действия трансформатора связано с открытием закона электромагнитной индукции ученым и естествоиспытателем М.Фарадеем Изобретение принципа действия трансформатора связано с открытием закона электромагнитной индукции ученым и естествоиспытателем М.Фарадеем

3 Майкл Фарадей английский физик- экспериментатор и химик.физик экспериментатор химик Открыл электромагнитную индукцию, лежащую в основе современного промышленного производства электричества и многих его применений.Среди других его открытий первый трансформатор электромагнитную индукцию

4 Первый трансформатор М.Фарадея В 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем было открыто явление электромагнитной индукции, 29 августа 1831 года Фарадей описал в своём дневнике опыт, в ходе которого он намотал на железное кольцо диаметром 15 см и толщиной 2 см два медных провода длиной 15 и 18 см. При подключении к зажимам одной обмотки батареи гальванических элементов начинал отклоняться гальванометр на зажимах другой обмотки. Так как Фарадей работал с постоянным током, то, при достижении в первичной обмотке максимального значения тока, ток во вторичной обмотке исчезал и для возобновления эффекта трансформации требовалось отключить и снова подключить батарею к первичной обмотке.1831 году Майклом Фарадеемэлектромагнитной индукции гальванометр

5 Что такое трансформатор? Трансформатор это электромагнитное статическое устройство, состоящее из двух и более индуктивно связанных обмоток, предназначенных для преобразования одной системы переменного тока в другую. Трансформатор это электромагнитное статическое устройство, состоящее из двух и более индуктивно связанных обмоток, предназначенных для преобразования одной системы переменного тока в другую. Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П. Н. Яблочковым для питания изобретенных им «электрических свечей» Впервые трансформаторы были использованы в 1878 г. русским ученым П. Н. Яблочковым для питания изобретенных им «электрических свечей»

6

7 В 1876 году Павел Яблочков получил патент на создание трансформатора Трансформатор считается одним из самых распространенных видов электрического оборудования, он применяется в электроэнергетике, радиотехнике, электросвязи, системах автоматики.

8 Над изобретением первого промышленного трансформатора трудились, начиная с 30-х и заканчивая серединой 80-х годов XIX века, ученые и инженеры разных стран. 30 ноября 1876 года Павлу Николаевичу Яблочкову известному русскому электротехнику, изобретателю и предпринимателю был выдан патент с описанием принципа действия и способа применения трансформатора.

9 Российский электротехник Михаил Осипович Доливо-Добровольский в 1889 г. предложил трёхфазную систему переменного тока с тремя проводами, трёхфазный первый трансформатор с тремя стержнями магнитопровода, расположенными в одной плоскости. На электротехнической выставке во Франкфурте-на-Майне в 1891 г. Доливо- Добровольский демонстрировал опытную высоковольтную электропередачу трёхфазного тока протяжённостью 175 км. Трёхфазный генератор имел мощность 230 к Вт при напряжении 95 кВ.Михаил Осипович Доливо-Добровольский

10 Первые трансформаторы с замкнутыми сердечниками были созданы в Англии в 1884 году братьями Джоном и Эдуардом Гопкинсон. В 1885 г. венгерские инженеры фирмы «Ганц и К°» Отто Блати, Карой Циперновский и Микша Дери изобрели трансформатор с замкнутым магнитопроводом, который сыграл важную роль в дальнейшем развитии конструкций трансформаторов. Братья Гопкинсон разработали теорию электромагнитных цепей В 1886 году они научились рассчитывать магнитные цепи. Братья Гопкинсон Эптон, сотрудник Эдисона, предложил делать сердечники наборными, из отдельных листов, чтобы ограничить вихревые токи.Эдисонавихревые токи

11 Устройство Трансформатор состоит из замкнутого железного сердечника, на котором находятся две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Вторая обмотка, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. Схема устройства трансформатора с двумя обмотками приведена на рисунке. Трансформатор состоит из замкнутого железного сердечника, на котором находятся две (иногда и более) катушки с проволочными обмотками. Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Вторая обмотка, к которой присоединяют «нагрузку», т. е. приборы и устройства, потребляющие электроэнергию, называется вторичной. Схема устройства трансформатора с двумя обмотками приведена на рисунке.

12 Схема устройства

13 Принцип действия Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в железном сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает электродвижущую силу индукции в каждой обмотке. Это означает, что, во вторичной обмотке трансформатора наводится ЭДС взаимоиндукции.

14 Виды трансформаторов Силовой трансформатор - трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии, а так же для передачи электрической энергии на большие расстояния. Силовой трансформатор - трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках, предназначенных для приёма и использования электрической энергии, а так же для передачи электрической энергии на большие расстояния.

15

16 Автотрансформатор вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Преимущество автотрансформатора - более высокий КПД, меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге меньшая стоимость. Автотрансформатор вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, и имеют за счёт этого не только электромагнитную связь, но и электрическую. Обмотка автотрансформатора имеет несколько выводов (как минимум 3), подключаясь к которым, можно получать разные напряжения. Недостатком является отсутствие электрической изоляции (гальванической развязки) между первичной и вторичной цепью. Преимущество автотрансформатора - более высокий КПД, меньший расход стали для сердечника, меди для обмоток, меньший вес и габариты, и в итоге меньшая стоимость.

17

18 Трансформатор тока трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение - для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации. Трансформатор тока трансформатор, питающийся от источника тока. Типичное применение - для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока вторичной обмотки 1А, 5А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации.

19

20 Трансформатор напряжения трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение - преобразование высокого напряжения в низкое в цепях. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения. Трансформатор напряжения трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение - преобразование высокого напряжения в низкое в цепях. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

21

22 Импульсный трансформатор это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение - передача прямоугольного электрического импульса. Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности. Импульсный трансформатор это трансформатор, предназначенный для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение - передача прямоугольного электрического импульса. Он служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью. В большинстве случаев основное требование, предъявляемое к ИТ заключается в неискажённой передаче формы трансформируемых импульсов напряжения; при воздействии на вход ИТ напряжения той или иной формы на выходе желательно получить импульс напряжения той же самой формы, но, быть может, иной амплитуды или другой полярности.

23

24 Разделительный трансформатор это трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаний к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей. Разделительный трансформатор это трансформатор, первичная обмотка которого электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей, при случайных одновременных прикасаний к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

25

26