Трансформатор

Ашық сабақ
Пән: Электротехника
Мамандығы: 1401192 «Құрылыс электрслесарі» 9 топ. 1курс
Бағдарлама тақырыбы: Трансформаторлар
Сабақтың тақырыбы: Трансформатордың жұмыс принципі.
Сабақтың мақсаты:
1) Білімділік: Студенттерге трансформатор жұмыс принципі ұғымын, трансформация коэффициенті, катушканың құрылысы туралы түсінік беру.
2) Дамытушылық: Студенттердің трансформатор туралы түсініктерін қалыптастыру арқылы логикалық ойлау қабілеттерін және есеп шығару икем дағдыларын арттыру. Есте сақтау қабілетін, қабылдауын, зейінін тұрақтандыру.
3) тәрбиелік: қарым – қатынас арқылы сөйлеу мәдениетін қалыптастыруға, өз ойын толық жеткізе алуға тәрбиелеу.
Сабақтың типі: __ Аралас сабақ
Сабақтың түрі: жаңа материалды меңгерту, сұрақ - жауап,
Сабақтың әдісі: ауызша түсіндіру, сұрақ - жауап, есеп шығару,
Пәнаралық байланыс: ___ Физика, Арнаулы технология______
Көрнекі құралдар: _«Трансформатор» тақырыбындағы презентация,
Пайдаланған әдебиеттер: _ В. Е Китаев. Л. С. Шляпинтох «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері»
Техникалық құралдар: ___ мультимедиялық проектор, ноутбук. _________

Сабақтың барысы:
I. Ұйымдастыру кезеңі:
1. Сәлемдесу;
2. Студенттерді түгендеу,
3. Студенттердің сабаққа дайындығын тексеру(жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);
4. Студенттердің назарын сабаққа аудару.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру:
1. Айнымалы ток дегеніміз не? (Тізбекте орныққан еріксіз электромагниттік тербелістерді айнымалы ток деп атайды.)
2. Төменгі кернеуге қанша вольтқа дейінгілер жатады? (1000 В. төмен)
3. Жоғарғы кернеуге қандай вольттарды атаймыз? (1000 В. жоғары)
4. Электр тогын қайдан аламыз? (Ағын судан, желден, ЖЭС, АЭС)
5. Электр энергиясын механикалық энергияға ненің көмегімен айналдырады? (Электр қозғалтқыштардың көмегімен)
6. Ток генераторы дегеніміз не? Оның негізгі бөліктері мен атқаратын қызметі қандай? (Ток генераторы деп энергияның қандай да бір түрін электр энергиясына айналдыратын қондырғыны айтады. Кез келген индукциялық генератордың негізгі бөліктері мыналар:
индуктор – магнит өрісін тудыратын қондырғы.
Якорь – ЭҚК индукцияланатын орама;
Щеткалар мен сақиналар – айналып тұрған бөліктерден индукциялық токты шығарып алатын немесе электромагнитерге қоректенетін ток беретін қондырғылар;)

ІІІ. Жаңа сабақ: Трансформатордың жұмыс принципі.
Көптеген жағдайда бiр ток көзiнен әртүрлi кернеуге арналған құралдарды қоректендiру қажет болады. Мысалы, теледидарды 220 В - тық ток көзiне қосқан кезде оның iшiндегi қыздыру шамдарына 6, 3 В, транзисторларға 1 - 2 В, ал электронды - сәулелендiру түтiкшесiне 15000 В кернеу беру қажет. Кернеудi осылай қажетiмiзше көтерiп, немесе төмендету үшiн трансформаторлар деп аталатын құралдар пайдаланылады.
Қуаттың тұрақты дерлік мәнінде айнымалы ток кернеуінің ток күшімен қатар өзгеруін айнымалы токтың трансформациясы дейді.
Айнымалы токтың трансформациясын жүзеге асыратын құрал трансформатор деп аталады. Ол электромагниттік индукция құбылысына негізделген.
Трансформаторды алғаш рет 1878 жылы орыс ғалымы П. Н. Яблочков ойлап тапқан, кейін оны 1882 жылы И. Ф. Усагин жетілдірді. Қарапайым трансформатор ферромагниттi өзекшеге кигiзiлген өткiзгiштердiң екi жақты орамдарынан тұрады
Бiрiншi реттi орам қоректендiрушi кернеу көзiне, ал екiншi реттi орам тұтынушыларға қосылған. Олардың сәйкес орамдарының саны n1 және n2 - ге тең.
Трансформатордың жұмыс iстеу принципi электромагниттiк индукция құбылысына негiзделген. Бiрiншi реттi орамдар арқылы айнымалы ток өткен кезде ферромагниттiк өзекшеде айнымалы магнит ағыны пайда болады. Бұл магнит ағыны өз кезегiнде екiншi реттi орамдарды да тесiп өтетiн болғандықтан осы орамдарда индукциялық ЭҚК - iн туғызады. Егер екiншi реттi орамдар тұтынушыларға қосылған болса, онда бұл тiзбектен де айнымалы ток өтедi. Ал бұл айнымалы ток өзекшеде қайтадан өзiнiң айнымалы магнит ағынын туғызады. Екiншi орамдардың туғызған магнит ағыны өзекшедегi толық магнит ағынын кемiтедi, бұл өз кезегiнде бiрiншi реттi орамдардағы өздiк индукция ЭҚК - iнiң кемуiне алып келедi. Өздiк индукция ЭҚК - iнiң кемуiнен бiрiншi реттi тiзбекте ток арта бастайды да, қоректендiрушi кернеудiң мәнi өздiк индукция ЭҚК - iне теңескенде жүйеде тепе - теңдiк орнайды.
Орамдар санының бiр - бiрiне қатынасын

трансформациялау коэффициентi деп атайды. К>1 болғанда трансформаторлар төмендеткiш, ал K<1 болса жоғарылатқыш трансформаторлар болып табылады. Бiрiншi және екiншi орамдардағы ток күшi, кернеу мен орам сандарының арасында мынадай байланыс бар

Энергияның сақталу заңына сәйкес
Р2=P1 - Pор - Pөз
мұндағы Р2=I2U2cosφ2 – екiншi тiзбектен тұтынушылар пайдаланатын қуат, Р1 =I1U1cosφ1 – бiрiншi тiзбекке қоректену көзiнен берiлетiн қуат, ал Рор=I12r1+I22r2 – актив кедергiлерi r1 және r2 – ге тең орамдардағы қуат шығыны да, Рөз – ферромагниттiк өзекшенiң магниттелуiмен байланысты қуат шығыны.
Трансформатордың пайдалы әсер коэффициентi (ПӘК)

Бүгiнгi күннiң технологиялары ПӘК - i 97 - 98% болатын трансформаторлар жасауға мүмкiндiк бередi.
Трансформаторлардың электр энергиясын тасымалдаудағы ролi ерекше. Электр энергиясын қашық аралықтарға тасымалдау күрделi ғылыми - техникалық мәселе болып табылады. Бұл жердегi негiзгi мәселе энергия шығынымен байланысты. Өткiзгiштердiң қызуынан болатын энергия шығыны Джоуль - Ленц заңына сәйкес тiзбектегi ток күшiнiң квадратына пропорционал, яғни Q=I2Rt. Олай болса, тасымалдау кезiндегi бос шығынды азайту үшiн тасымалданатын қуатты кемiтпестен, ток күшiн мүмкiндiгiнше азайту қажет. Оның бiрден - бiр жолы кернеудiң шамасын аса жоғары, жүздеген мың вольтқа көтеру. Жоғарғы вольтты электр тасымалдау жүйелерiнiң болуы осымен байланысты. Электр энергиясын өндiретiн жерде кернеудi трансформаторлардың көмегiмен 400 - 500 мың вольтқа дейiн жоғарылатады да, тасымалдап жеткiзген соң энергияны тұтынатын жерде керiсiнше өндiрiстiк 220 вольтқа дейiн кемiтедi.
IV. Сабақты бекіту:
1. Трансформатор не үшін қажет?
2. Трансформатор құрылысы?
3. Трансформатордың шартты белгісі?
4. Трансформация коэффициентінің формуласы?
5. Төмендеткіш және жоғарылатқыш трансформатор дегеніміз не?
№ 1
Трансформатор кернеуді 220 – дан 660 В - қа дейін арттырады, оның бірінші реттік орамасы 840 орамнан тұрады. Трансформация коэффициенті қандай? Екінші реттік орамада қанша орам бар? Қай орамдағы өткізгіштің қимасы артық?
№ 2
Трансформатор төмендеуі 120 В болғанда 20 А ток береді. Алғашқы кернеуі 22000 В - қа тең. Онда бірінші жүктеменің ПӘК 90 % болса, трансформатордың бастапқы ток күші мен кіріс - шығыс қуаты неге тең?

Тест сұрақтары.
1. Трансформатор дегеніміз не?
А. Изотоптарды бөлу үшін қолданылатын құрал.
Б. Жауаптар арасында дұрыс жауап жоқ.
С. Зарядталған бөлшектерді үдету үшін қолданылатын құрал.
Д. Айнымалы тоқты түрлендіру үшін қолданылатын құрал.
Е. Радиоактивті сәуле шығаруды анықтау үшін қолданатын құрал.

2. Трансформатордың екінші орамындағы айнымалы ток?
А. Бірінші орамның қозғалысының арқасында пайда болады.
Б. Темір өзекшенің әсерінен пайда болады.
С. Айнымалы магнит ағыны пайда болады.
Д. Айнымалы электр өрісінің әсерінен пайда болады.
Е. Жылу энергиясының электр энергиясына ауысуының арқасында пайда болады.

3. Орамдар санының бір - біріне қатынасы неге тең?
1. n1/n2=p
2. n1/n2=U
3. n1/n2= cosϕ
4. n1/n2 = R
5. n1/n2=K

4. Трансформаторды алғаш ойлап тапқан ғалым
1. М. В. Ломоносов
2. М. Доливо - Добровольский
3. П. Яблочков
4. А. Попов
5. А. Столетов.

5. Трансформатордың бірінші орамасындағы орам саны n1=100, ал екінші орамында n2=1000. Бірінші реттік орамасындағы кернеу U1= 120В. Жүктемесіз трансформатор жағдайында екінші реттік орамасындағы кернеу қандай?
А. 120В
Б. 220В
С. 1200В
Д. 1100В
Е. 110В

V. Үй тапсырмасы:
1. Трансформатор (§ 81 - 86)
2. П. Н. Яблочков пен И. Ф. Усагин туралы реферат
3. «ТРАНСФОРМАТОР» сөзжұмбағын құрастыру
VI. Студенттерді бағалау

Атырау Индустриалды колледжі
Арнайы пән мұғалімі Дауылбаева Алтынай Орынғалиқызы