Открытый крок на тему:"Трансформаторы"

Открытый урок

Преподаватель     Логиновой Ирина Евгеньевны                                         ГБУО СПО «Московский областной техникум отраслевых технологий»                                         

Дисциплина  «Электротехника и электроника.

Раздел: «Трансформаторы»

Тема: «Назначение, устройство трансформатора»

Цели:

1.     Ознакомить обучающихся с назначением и устройством трансформатора и историей их развития;

2.     Формировать у обучающихся рациональные приемы и способы мышления, развитие познавательной активности, внимания, памяти, речи, культуры учебного труда;

3.     Воспитывать у обучающихся уважения к труду, высокие нравственные качества.

Тип урока: формирование новых знаний

Методы: беседа, демонстрация трансформаторов, презентация, демонстрация фильма, фрагмента фильма, индивидуальная работа студентов.

Оборудование и материалы: компьютер, макеты трансформаторов, презентация, фильм «Экскурсия на Московский завод электрооборудования», фрагмент фильма «Сборка трансформатора».

Межпредметные связи: Физика – тема «Электрический ток и напряжение».

Материаловедение – тема «Цветные металлы и сплавы».

Литература: Морозова,  Н.Ю., Электротехника и электроника: учебник для студ. сред. проф. Образования / Н.Ю. Морозова – М. : Издательский центр «Академия», 2007. – 256 с.

Интернет – ресурсы: http://tor-trans.com.ua/tecnologya.htm  

Структура урока:

1. Организационный момент – 2 мин.

2. Сообщение темы, целей и плана урока – 4 мин.

3. Формирование новых знаний – 21 мин.

4.  Закрепление пройденного материала – 12 мин.

5.  Заключительная часть – 4 мин.

6.  Домашнее задание – 2 мин.

План урока

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. (Знакомый шифр).

Работа над решением занимательной ситуации. Обобщение, вывод.

Итак, вы правильно определили название темы «Назначение и устройство трансформатора».

Слайд 1.  План  урока:

1. История развития трансформаторов.

2. Назначение трансформаторов.

3. Устройство трансформаторов и их типы.

4. Сборка трансформатора.

Слайд 2.  Назначение и устройство трансформатора.

Целью нашего урока является ознакомление с историей развития трансформаторов, назначением и устройством трансформатора и их типов.

Фильм  «Экскурсия на Московский электротехнический завод».

3. Формирование новых знаний.

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.

Слайд 3.  «Истории развития трансформаторов».

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.

Слайд 5.                                                                                                                          «Назначение трансформатора».                                                      Трансформатором       называется      статическое,     т.е.    без движущихся частей, электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования одних значений параметров переменных напряжений и тока в другие значения той же частоты.

Трансформаторы применяются в линиях электропередачи, в технике связи, в автоматике, измерительной технике и других областях.

В соответствии с назначением различают: силовые трансформаторы для питания электрических двигателей и осветительных сетей; специальные трансформаторы для питания сварочных трансформаторов, электропечей и других потребителей особого назначения; измерительные трансформаторы для подключения измерительных приборов.

Слайд 6.                                                                                                                           Трансформатор – простой, надежный и экономичный электрический аппарат. Он не имеет движущихся частей и скользящих контактных соединений, его КПД достигает 99%.

Обмотка трансформатора, подключенная к источнику энергии, называется первичной. Обмотка трансформатора, подключенная к приемнику, называется вторичной.

Если первичное напряжение U₁ трансформатора меньше вторичного U₂ , то трансформатор называется повышающим. Если первичное напряжение U₁ трансформатора больше вторичного U₂ , то трансформатор называется понижающим. По значению напряжения различают обмотку высшего напряжения (ВН) и обмотку низшего напряжения (НН).

Слайд 7.

В зависимости от числа фаз трансформаторы бывают однофазные и многофазные (в основном, трехфазные). Причем число фаз первичной обмотки определяется числом фаз источника питания, а число фаз вторичной обмотки – назначением трансформатора.

Трансформаторы, используемые в технике  связи, подразделяются на низко- и высокочастотные

Графические обозначения однофазного и трехфазного трансформаторов

Слайд 8.

На щитке трансформатора указаны номинальные значения* полной мощности, напряжений – высшего и низшего, токов, частоты, а также число фаз и схема их соединения. Для трансформаторов большой мощности могут быть указаны дополнительные характеристики режима работы (длительный  или кратковременный), способ охлаждения и др. *Т.е. трансформатор может работать неопределенное время без недопустимых последствий: перегрев, пробой изоляции и т. п. с экономически эффективным КПД,

Слайд 10.

Трансформаторы мощностью более 10 кВ А называются силовыми. Их применяют в электроэнергетике для экономичной передачи электрической энергии от трехфазных генераторов с линейным напряжением 6,3 – 38,5 кВ по линиям электропередачи с линейным напряжением до 750 кВ и распределения между приемниками с линейным напряжением от 11 кВ и ниже.

Слайд 11.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения используют для включения измерительных приборов, аппаратуры автоматического регулирования и защиты в высоковольтные цепи. Они позволяют уменьшить разметы и массу измерительных устройств, повысить безопасность обслуживающего персонала, расширить пределы измерения приборов переменного тока.

 Слайд 12.

Автотрансформаторы применяются для пуска мощных двигателей переменного тока, регулирования напряжения в осветительных сетях, а также в других случаях, когда необходимо регулировать напряжение в небольших пределах. 

Слайд 13.

Сварочный трансформатор,  для дуговой сварки рассчитанный для включения  в сеть 220В или 380В, на вторичной обмотке имеет напряжение холостого хода 60-70В, достаточное для зажигания электрической дуги.

Слайд 14.

Трансформаторы подразделяются в зависимости от числа обмоток на одно-, двух- и многообмоточные.

Трансформатор называется многообмоточным, если он имеет один сердечник, а  количество обмоток больше двух (на одну фазу). Такого типа трансформаторы применяются в энергетических установках, в бытовых электроприборах, аппаратуре радио и автоматики.

К однообмоточным трансформаторам относятся автотрансформаторы.

Двухобмоточные трансформаторы имеют одну первичную и одну вторичную обмотки.

Многообмоточные трансформаторы имеют одну первичную обмотку и несколько вторичных обмоток.

Слайд 15.

«Устройство трансформатора».

Конструктивное исполнение трансформатора зависит от его назначения и области применения.

Трансформатор представляет собой замкнутый магнитопровод, на котором расположены две или несколько обмоток.

Для уменьшения потерь на гистерезис магнитопровод изготавливают из магнитомягкого материала – трансформаторной стали, имеющей петлю на намагничивание. Для уменьшения потерь на вихревые токи в материал магнитопровода вводят примись кремния, повышающую ее электрическое сопротивление, а сам магнитопровод собирают из отдельных листов электротехнической стали, изолированных друг от друга теплостойким лаком ил 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).

Обмотки трансформатора изготавливают из медного провода и располагают на одном и том же или на разных стержнях, рядом или одну под другой.

Слайд 16.

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.

Слайд 17.

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.

Слайд 18.  Ответы на вопросы.

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).

Обобщение ответов.                                                                                                           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.

Слайд 19. 

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 - М.В. Немцов – Электротехника и электроника.

Приложение:

1. Фотоматериал к проведенному открытому уроку по дисциплине «Электротехника

и электроника».

Докладчики  подготовили домашнее задание на тему: «Истории создания первого трансформатора».

На открытом уроке по дисциплине «Электротехника и электроника»

На открытом уроке присутствуют: председатель ПЦК, заместитель директора по УПР, преподаватели.

Объяснение нового материала по предмету «Электротехника и электроника»

Закрепление пройденного материала на тему: «Устройство и работа однофазного трансформатора»

Студенты отвечают на поставленные вопросы преподавателя, что способствует закреплению нового материала.

Подведение итогов