План-конспект ( технологическая карта) урока физики по теме Трансформатор. Передача электроэнергии.

План-конспект  ( технологическая карта) урока физики.

Предмет: физика.

Преподаватель: Немчинова С.А.

Курс: 1, группа: СЗС-151

Тема урока: Трансформатор. Передача электрической энергии.

Тип урока: комбинированный

Цели урока	Образовательные: создать условия для:   ¾   осознания студентами необходимости трансформации переменного тока; ¾   усвоения студентами   устройства и принципа действия трансформатора. Развивающие: создать условия для: ¾   совершенствования интеллектуальных способностей и мыслительной деятельности студентов; ¾   формирования у студентов умений сопоставлять, сравнивать, обобщать, делать выводы. Воспитательные: создать условия для: ¾   формирования коммуникативных качеств, культуры общения, воспитания наблюдательности; ¾   знакомства с эмпирическим и теоретическим уровнями познания научных фактов и закономерностей.
Задачи	1)    исследовать необходимость трансформации электроэнергии при  передаче  от источника до потребителя; 2)    исследовать назначение, устройство и принцип действия трансформатора; 3)    сформировать понятие «энергосистема»; 4)    побудить студентов к использованию научно-популярной литературы и сети интернет для совершенствования знаний.
Планируемый результат	Учащиеся владеют: личностными УУД: ü проявляют устойчивую учебно-познавательную мотивацию и интерес к учению. регулятивными УУД: ü преобразовывают практическую задачу  в  учебно-познавательную; ü осуществляют  регулятивные действия по самоконтролю и взаимоконтролю; познавательными УУД: ü выделяют и формулируют познавательной цели; ü определяют способы решения проблем под руководством учителя; ü выдвигают гипотезы и выстраивают стратегию поиска под руководством учителя; ü обладают навыками структурирования изученного материала. коммуникативными УУД: ü участвуют в коллективном обсуждении проблем; ü выстраивают  высказывания в соответствии с поставленной задачей.  личностными УУД: ü проявляют устойчивую учебно-познавательную мотивацию и интерес к учению.

Организационный этап.

Цель: психологически настроить  студентов на учебную деятельность.

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Словесный метод. Активизация внимания	коллективная	Приветствие студентов. Проверка посещаемости. Проверка готовности кабинета и учащихся к работе.	Приветствие учителя.	Регулятивные УУД: подготовиться к переходу от отдыха к учебной деятельности.

Актуализация знаний.

 Цель: проверка домашнего задания, воспроизведение и коррекция опорных знаний обучающихся. 

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Выполнение студентами мини-теста. Взаимопроверка. Слайд: критерии оценок, эталон правильных ответов.	Групповая, индивидуальная	Мы живем в 21 веке и основой цивилизованного образа жизни и научно-технического прогресса является энергия, которой требуется все больше и больше. (слайд 1) Электрическая энергия обладает преимуществом перед   другими видами  энергии.  На предыдущих уроках мы говорили о производстве электроэнергии, об устройстве и работе генератора переменного тока. Предлагает вспомнить основные характеристики переменного тока, устройство и принцип действия генератора. Организует работу с тестами (приложение 1)	Выполняют проверочный тест. Осуществляют взаимопроверку (слайд 2)	Регулятивные УУД: контролировать время, предоставленное для работы; сопоставлять ответы с эталоном.

Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности.

Цель: вызвать познавательный интерес к проблеме; организовать самостоятельное формулирование проблемы и постановку цели.

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Иллюстративный метод. Видеоряд: фотографии трансформатор- ных подстанций в р.п. Тальменка. Демонстративный метод. Демонстрация разборного школьного трансформатора и других видов трансформаторов.	фронтальная	Предлагает рассмотреть фотографии видеоряда. И сформулировать тему урока.    (слайды 3-4) Тема сегодняшнего урока вытекает из фотографий, сделанных на улицах  нашего поселка. Что изображено?  Часто ли вы наблюдали подобные устройства? Записывает тему урока. Предлагает определиться с задачами урока: Что нам необходимо выяснить о трансформаторе? Обобщает задачи: сегодня на уроке мы должны выяснить: 1.назначение трансформатора; 2.устройство; 3. принцип действия; 4. виды трансформаторов: 5.применение. Задает вопрос: Что означает слова «трансформировать»? Проблемный вопрос: Что и зачем надо изменять при передаче электроэнергии? Предлагает вспомнить  тепловое действие тока, закон Джоуля-Ленца и обсудить пути уменьшения потерь   при транспортировке электроэнергии.	Делают предположения и называют устройство на фото – трансформатор. Формулируют тему урока. Предлагают  вопросы для изучения темы «Трансформатор»: Зачем нужен? Как устроен? Как работает? Какие  бывают? Где применяются? Кто и когда открыл?  Отвечают: «изменять» Участвуют в обсуждении проблемы. Приходят к выводу, что для уменьшения потерь энергии необходимо передавать электрический ток под высоким напряжением.	Предметные УД: осознавать необходимость трансформации электроэнергии; Регулятивные УУД: определять цели учебной деятельности; Познавательные УУД: видеть проблему, осознавать возникшие трудности; Коммуникативные УУД: участвовать в коллективном обсуждении проблемы, высказывать свое мнение; Личностные УУД: осознавать неполноту знаний, проявлять интерес к новому содержанию.

Первичное усвоение новых знаний 

Цель: усвоение знаний о трансформаторах и способах передачи электроэнергии  на уровне понимания.

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Словесный метод: лекция. Наглядный метод: иллюстрация (схема на доске), демонстрация разборного школьного трансформатора и других видов трансформаторов, демонстрация видеофильма  «Передача электроэнергии»	фронтальная	Объясняет: ¾    устройство трансформатора; ¾    принцип действия; ¾    виды трансформаторов; ¾    холостой ход трансформатора; ¾    работа нагруженного трансформатора; ¾    к.п.д. трансформатора. В процессе объяснения демонстрирует устройство на схеме и на разборном школьном трансформаторе. По ходу объяснения вовлекает студентов в беседу. Предлагает просмотреть видео фильм «Передача электроэнергии», с использованием проектора, чтобы понять, как используют трансформаторы при передаче электроэнергии от электростанций до потребителей. В ходе просмотра обратить внимание на поэтапность трансформирования электроэнергии (слайд 5). Информирует о Единой энергосистеме  России и энергетике Алтайского края (слайды 6-8).	Делают записи в тетрадях. Взаимодействуют с преподавателем во время беседы во фронтальном режиме. Совместно  воспроизводят полученную ранее информацию в соответствии с учебной задачей. Смотрят видеофильм, выделяют информацию, подлежащую обязательному изучению.	Предметные УД: понимать принцип работы трансформатора; Регулятивные УУД: определять последовательность промежуточных целей с учетом конечного результата; Познавательные УУД: усвоить логическую схему изучения технических устройств; Устанавливать причинно-следственные связи. Коммуникативные УУД: участвовать в учебном сотрудничестве с преподавателем;

Первичная проверка усвоение новых знаний 

Цель: усвоение знаний о трансформаторах  на уровне воспроизведения

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Продуктивный метод: работа с опорным  конспектом. Наглядный метод.	групповая	Предлагает заполнить «скелет» опорного конспекта индивидуально на листах. Проверяют на большом. (приложение 4).	Работают с опорным конспектом. Вспоминают и воспроизводят фразы в письменной форме, соотносят с целевой установкой , обсуждают ответы в парах.	Регулятивные УУД: контролировать правильность сопоставления информации; корректировать рассуждения. Познавательные УУД: уметь систематизировать, делать вывод. Коммуникативные УУД: участвовать в диалоге; уметь выражать свои мысли.

Закрепление

Цель: самостоятельное применение полученных знаний  при  решении расчетных задач.

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Практический метод: самостоятельное решение задач с применением новых знаний.	индивидуальная	Предлагает решить задачи. Знакомит с условием. (приложение 3)	Решают задачи с использованием формул k =  N1 \N2 = U1\U2 = I2\I 1	Предметные УД:   применять формулы k =  N1 \N2 = U1\U2 = I2\I 1   для решения задач. Регулятивные УУД: Контролировать правильность воспроизведения формул; корректировать и осуществлять самопроверку полученных знаний. Познавательные УУД: выполнять задания, направленные на применение знаний в измененной ситуации.

Подведение итогов урока. Информация о домашнем задании.

Цель: обеспечить понимание цели, содержания и способов выполнения домашнего задания.

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Словесный метод	фронтальная	Дает информацию о содержании домашнего задания, выделяет задания, подлежащие обязательному выполнению и творческие задания, предполагающие работу с Интернет-ресурсами и дополнительной литературой.	Записывают домашнее задание.	Регулятивные УУД: обладать навыками регуляции учебной деятельности. Познавательные УУД: выделять существенную информацию из слов преподавателя; применять различные методы поиска информации.

Рефлексия.

Цель:  Анализ успешности усвоения нового материала и деятельности учащихся на уроке

Методы. Приемы обучения, Способы организации деятельности.	Формы организации учебной деятельности	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Формируемые УУД и предметные действия
Словесный: поощрение.	Фронтальная, индивидуальная	Благодарит за работу на уроке. Предлагает оценить уровень усвоения материала на уроке с помощью жетонов и смайликов.	Оценивают уровень  усвоения информации и удовлетворенности работы на уроке.	Регулятивные УУД: производить самооценку степени достижения цели. Личностные УУД: осознавать личностную значимость владения полученными знаниями.

Трансформатор                                                             

Трансформатор – прибор, с помощью которого производится преобразование переменного напряжения без изменения частоты.

1878 г – создал П.Н. Яблочков,            1882 г – усовершенствовал И.Ф. Усагин

Устройство Условное обозначение

1. Замкнутый стальной сердечник (магнитопровод): набор пластин с большой μ. 2. Первичная обмотка – подводится преобразуемое напряжение. 3. Вторичная обмотка – снимается преобразованное напряжение. Действие основано на явлении электромагнитной индукции. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике возникает переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС индукции в каждой обмотке.

Потери энергии в трансформаторе:

1. Нагревание обмоток.

2. Вихревые токи в сердечнике.

3. Перемагничивание сердечника.

4. Рассеивание магнитного потока в пространстве.

Для уменьшения потерь принимают следующие меры:

1. Сердечник из пластинок для уменьшения вихревых токов.

2. Сердечник замкнут для уменьшения рассеивания магнитного потока.

3. Обмотка низкого напряжения делается большого сечения, так как по ней протекает ток большой силы.

Режим холостого хода

Условия: 1. Электропитание первичной обмотки U1 2. Вторичная цепь разомкнута RH → ∞ Следствия: 1. II = I0 – ток холостого хода (самый малый, так как ЭДС самоиндукции 1

согласно з. Ленца направлена против приложенного напряжения U₁, а благодаря большой индуктивности катушки  ₁≈ U₁, т.е. U₁ - ₁→ 0, следовательно, I₀ → min.

2. U₂ = ₂ ,   I₂ = 0

k =	- коэффициент трансформации (показывает, во сколько раз трансформатор понижает или повышает напряжение

k > 1    U₁ > U₂ -  понижающий трансформатор;         k < 1    U₁ < U₂ – повышающий трансформатор

При холостом ходе трансформатор потребляет из сети небольшую энергию, которая затрачивается на перемагничивание его сердечника

Рабочий режим

Условия: 1. Электропитание первичной обмотки U1 2. Нагрузка на вторичной обмотке RH Следствия: 1. I2 ≠ 0. Вторичная обмотка создает свой магн. поток, который должен

уменьшить (по з. Ленца) изменение магн. потока в сердечнике, что должно уменьшить ЭДС индукции в первичной обмотке. Но это невозможно, поэтому при замыкании цепи вторичной обмотки автоматически увеличивается I₁ (в соответствии с законом сохранения энергии).

2. Р₁ ≈ Р₂ (так как КПД → 1), следовательно U₁I₁ ≈ U₂I₂  

Повышая с помощью трансформатора напряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем силу тока, и наоборот. КПД трансформатора:

η = % ≈ 100%         или         η = % =100% ,

где Р – мощность на R_H , Р_м – потери в медной обмотке, Р_с – потери в стальном сердечнике

Режим короткого замыкания

Условия: 1. Электропитание первичной обмотки U1 2. Замыкание выводов вторичной обмотки без нагрузки (RH = 0) Следствия: 1. I2 → max 2. Электрическая и тепловая перегрузки системы

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

ПРОВЕРОЧНЫЙ  МИНИ-ТЕСТ

1. В технике и в быту чаще используется

А. переменный ток   Б. постоянный ток

2. Какое устройство вырабатывает электрический ток?

А.  Конденсатор    Б. Трансформатор  В. Генератор   Г.  Выпрямитель

3. Как называется вращающаяся часть генератора?

А.  Скользящие контакты    Б.  Статор   В.  Щетки    Г.  Ротор

4. Как называется неподвижная  часть генератора?

А.  Скользящие контакты    Б.  Статор   В.  Щетки    Г.  Ротор

5.  Работа генератора основана на явлении:

А.  Самоиндукции.   Б. Электромагнитной индукции       В. Индуктивности

Г. Нет правильного ответа


6. В индукционных генераторах происходит превращение...

А. Электрической энергии во внутреннюю

Б. Электрической энергии в механическую
В. Механической энергии в электрическую

Г. Энергии электрического поля в энергию магнитного поля.

7. В электродвигателе происходят превращения…

А. Электрической энергии во внутреннюю

Б. Электрической энергии в механическую
В. Механической энергии в электрическую

Г. Энергии электрического поля в энергию магнитного поля.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

СЛАЙД 1

СЛАЙД 2

СЛАЙД 4

СЛАЙД 5

СЛАЙД 6

СЛАЙД 7

СЛАЙД 8

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

Задачи:

1.Первичная обмотка трансформатора содержит 800 витков, вторичная – 3200. Определить коэффициент трансформации.

2. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 до 660 В. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной обмотке? В какой обмотке провод большего сечения?

3. Сколько витков должна иметь первичная обмотка трансформатора, чтобы  повысить напряжение с 220 до 1100 В, если во вторичной обмотке 2000 витков? Каков коэффициент трансформации?

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ.