Методическая разработка по теме: «Устройство и назначение трансформатора»
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Югорский государственный университет» (ЮГУ)
СУРГУТСКИЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИКУМ
(филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего образования «Югорский государственный университет»
(СНТ (филиал) ФГБОУ ВО «ЮГУ»)
Методическая разработка по теме: «Устройство и назначение трансформатора»
Преподаватель: Н.В.Крживицкая
Сургут 2016г.
Раздел: «Трансформаторы»
Тема: «Назначение и устройство трансформатора»
Цели:
Ознакомить обучающихся с назначением и устройством трансформатора;
Формировать у обучающихся рациональные приемы и способы мышления, развитие познавательной активности, внимания, памяти, речи, культуры учебного труда;
Воспитывать у обучающихся уважения к труду, высокие нравственные качества.
Тип урока: формирование новых знаний
Методы: беседа, индивидуальная работа обучающихся, демонстрация макетов.
Оборудование и материалы: презентация, раздаточный материал, макеты трансформаторов
Межпредметные связи:
Физика – тема «Электрический ток и напряжение»
Материаловедение – тема «Цветные металлы и сплавы»
Литература: Электротехника с основами электроники: Учебное пособие/А.К. Славинский, И.С. Туревский. – М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2015.
http://znanium.com/bookread2.php?book=494180План урока:
1. Организационный момент –5мин.
2. Сообщение темы, целей и плана урока –5мин.
3. Формирование новых знаний – 40 мин.
4. Закрепление пройденного материала – 15 мин.
5. Заключительная часть –10мин.
6. Домашнее задание – 5 мин.
1. Организационный момент.
Проверка отсутствующих, готовности к уроку, психологический настрой.
2. Сообщение темы, целей и плана урока
Занимательное начало урока: Электротехника интересная и загадочная наука, и я предлагаю начать наш урок именно с занимательной загадки. Необходимо расшифровать название темы, заменяя цифры соответствующими буквами.
Идет работа над решением занимательной ситуации. Обобщение, вывод.
Итак, вы правильно определили название темы «Назначение и устройство трансформатора».
Целью нашего урока является ознакомление с историей развития трансформаторов, назначением и устройством трансформатора и их типов.
План нашего урока:
1. История развития трансформаторов.
2. Назначение трансформаторов.
3. Устройство трансформаторов и их типы.
3. Формирование новых знаний.
а) Вступительная беседа о трансформаторах.
Опираясь на свой жизненный опыт, уроки физики в школе, скажите, для чего предназначены трансформаторы? Правильно, (обобщение) для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.
б) Объяснение «Истории развития трансформаторов»
С историей развития трансформаторов мы познакомимся в ходе заполнения рабочего листа студента.
(Раздается рабочий лист студента, задания которого студенты решают самостоятельно, приложение).По окончании работы студенты фронтально определяют правильные ответы.
1. Кто изобрел первый трансформатор (ответ: П. Н. Яблочков).
2. В каком году изобрели трансформатор (ответ: 1876 год).
3. Какой сердечник имел трансформатор Яблочкова (ответ: незамкнутый).
4. В каком году появились трансформаторы с замкнутым сердечником (ответ: в 1884 году).
5. В каком году разработали конструкцию первого трехфазного трансформатора (ответ: в 1891 году).
Изобретателем первого трансформатора является русский ученый Павел Николаевич Яблочков в 1876 году. Яблочков использовал индукционную катушку с двумя обмотками в качестве трансформатора для питания изобретенных им электрических свечей. Трансформатор Яблочкова имел незамкнутый сердечник. Трансформаторы с замкнутым сердечником, подобные применяемым в настоящее время, появились значительно позднее, в 1884г. Особенно широко трансформаторы стали применяться после того, как М.О. Доливо – Добровольским была предложена трехфазная система передачи электроэнергии и разработана конструкция первого трехфазного трансформатора в 1891 году.
Обобщение ответов.
в) Беседа о назначении трансформатора.
Трансформатором называется статическое устройство, имеющее две или большое число индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения.
Трансформатор – простой, надежный и экономичный электрический аппарат. Он не имеет движущихся частей и скользящих контактных соединений, его КПД достигает 99%.
Трансформаторы применяются в различных областях техники, наиболее часто трансформаторы применяются в электросетях и в источниках питания различных приборов, а также в сварочных аппаратах.
В соответствии с назначением различают: силовые трансформаторы – для питания электрических двигателей и осветительных сетей.
Измерительные трансформаторы – для подключения измерительных приборов.
Радиотехнические трансформаторы – маломощные трансформаторы, работающие на повышенной частоте.
Специальные трансформаторы – для питания сварочных аппаратов.
Кроме того, трансформаторы подразделяются в зависимости от числа обмоток на одно-, двух- и многообмоточные.
К однообмоточным трансформаторам относятся автотрансформаторы.
Двухобмоточные трансформаторы имеют одну первичную и одну вторичную обмотки.
Многообмоточные трансформаторы имеют одну первичную обмотку и несколько вторичных обмоток.
В зависимости от числа фаз трансформаторы бывают однофазные и многофазными (в основном, трехфазными), причем число фаз первичной обмотки определяется числом фаз источника питания, а число фаз вторичной обмотки – назначением трансформатора
Обобщение пройденного. Вопросы ученикам по пройденному материалу.
г)Переходим к устройству трансформатора и типам.
Конструктивное исполнение трансформатора зависит от его назначения и области применения.
Трансформатор представляет собой замкнутый магнитопровод, на котором расположены две или несколько обмоток. Магнитопровод изготавливают из материала – трансформаторной стали, а для уменьшения потерь на вихревые токи в материал магнитопровода вводят примесь кремния, повышающую его электрическое сопротивление.
Магнитопровод собирают из отдельных листов электротехнической стали, изолированной друг от друга теплостойким лаком или специальной бумагой. Такая конструкция магнитопровода дает возможность в значительной степени ослабить в нем вихревые токи и в конечном итоге увеличить КПД. Вихревые токи приводят к потерям электроэнергии на нагрев проводника, в котором они возникли.
Обмотки трансформатора изготавливают из медного или алюминиевого провода и располагают на одном или разных стержнях рядом или одну под другой.
Обмотку трансформатора, к которой отводится напряжение питающей сети, называют первичной, а обмотку, к которой подсоединяется нагрузка, - вторичной.
Если необходимо повысить напряжение источника питания, то число витков вторичной обмотки делают больше числа витков первичной обмотки, такой трансформатор называют повышающим. Если необходимо понизить напряжение источника питания, то число витков вторичной обмотки делают меньше числа витков первичной обмотки, такой трансформатор называют понижающим.
Различают трансформаторы стержневого и броневого типов. У трансформаторов стержневого типа обмотки находятся поверх магнитопровода , а у трансформаторов броневого типа магнитопровод находится поверх обмоток, как бы бронируя их.
Часть магнитной системы, на которой располагаются основные обмотки трансформатора, называется — стержень.
Часть магнитной системы трансформатора, не несущая основных обмоток и служащая для замыкания магнитной цепи, называется — ярмо
Обобщение пройденного материала в ходе фронтальной беседы.
4. Закрепление пройденного материала.
Для закрепления материала используется индивидуальное тестирование.
Предлагается 10 вопросов по пройденной теме с 3 вариантами ответов, из которых нужно выбрать 1 правильный.
Критерии оценок следующие 90-100% - отлично, 70-80% - хорошо, 50-60% - удовлетворительно.
1) Год изобретения первого трансформатора ………., (1876 год)
2) Трансформатор представляет собой о …………, (статическое устройство предназначенное ….)
3) Магнитопровод собирают из …………., (листов электротехнической стали)
4) Обмотка, к которой отводится напряжение питающей сети называют ……, (первичной)
5) Вихревые токи приводят (к потерям электроэнергии на нагрев проводника)
6) Обмотки трансформатора изготавливают из …….., (меди)
7) Обмотка, к которой подсоединяется нагрузка называется ………, (вторичной)
8) Год разработки первого трехфазного трансформатора ……….., (1891 год)
9) Трансформатор называют повышающим ………, (число витков вторичной обмотки больше первичной)
10)Трансформатор называют понижающим ……., (число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной).
5. Заключительная часть.
Подведение итогов урока, выставление оценок за тест.
6. Домашнее задание.
Самостоятельно изучить принцип действия однофазного трансформатора, используя интернет- ресурсы и учебник Н.Ю. Морозова – Электротехника и электроника.
Приложение
РАБОЧИЙ ЛИСТ СТУДЕНТА (вписать в пробелы текста необходимую информацию)
История развития трансформаторов
Изобретателем первого трансформатора является русский ученый ………………… в …. году. Яблочков использовал индукционную катушку с двумя обмотками в качестве трансформатора для питания изобретенных им электрических свечей. Трансформатор Яблочкова имел ………. сердечник. Трансформаторы с замкнутым сердечником, подобные применяемым в настоящее время, появились значительно позднее, в …. г. Особенно широко трансформаторы стали применяться после того, как М.О. Доливо – Добровольским была предложена трехфазная система передачи электроэнергии и разработана конструкция первого трехфазного трансформатора в …. году.