Передача электроэнергии. Трансформаторы

конспект урока по физике

ПЕРЕДАЧА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. ТРАНСФОРМАТОРЫ

Учитель физики

ШАНОВА Влада Николаевна

МБОУ Богородицкая СШ

Класс: 8

Название главы: Электромагнитные явления

Тема урока: Передача электроэнергии. Трансформаторы.

УМК: Генденштейн Л. Э. 8 класс

Параграф в учебнике: 21 (Производство и передача электроэнергии)

Тип урока: комбинированный

Материально-техническое обеспечение: учебник и задачник Генденштейн 8 класс, презентация, компьютер, проектор, трансформатор, модель генератора.

Приложение: слайды презентации к данному конспекту

Используемая литература:

• Педагогическая практика. Программа и методические рекомендации для студентов специальности 032200.00 «Физика с дополнительной специальностью «Информатика»» - Смоленск: Изд-во СмолГУ, 2011. – 23 с.

• Физика. 8 класс. В 2 ч. Ч. 1: учебник для общеобразовательных организаций / Л.Э. Генденштейн, А. Б. Кайдалов; под ред. В. А. Орлова, И. И. Ройзена. – 9-е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 272с.: ил.

• Физика. 8 класс. В 2 ч. Ч. 2: задачник для общеобразовательных организаций / Л.Э. Генденштейн, Л.А. Кирик, И.М. Гельфгат; под ред. Л.Э. Генденштейна. – 9-е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2015. – 191 с.: ил.

• Физика. 9 кл.: учебник / А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. – М.: Дрофа, 2014. – 319, [1] с.: ил.

Цели:

Образовательные:

• Продолжить формирование знаний обучающихся о явлении электромагнитной индукции посредством изучения устройства и принципа работы трансформатора;

• Познакомить со способом передачи электроэнергии;

• Обобщить знания обучающихся по теме «Производство и передача электроэнергии» путем решения практических задач.

Развивающие:

• Создавать условия для развития умения обучающихся четко и точно излагать свои мысли путем задаваемых им вопросов в ходе урока;

• Развивать интерес учеников к изучаемой теме и к предмету в целом посредством использования на уроке интерактивного материала

• Развитие навыков решения практических задач различных видов (графические и текстовые).

Воспитательные:

• Продолжить формирование научного мировоззрения обучающихся на основе изучения новой темы политехнического характера;

• Воспитание внимательности, аккуратности посредством соблюдения дисциплины и контроля деятельности учеников;

• Воспитание идейно-патриотических чувств у обучающихся на основе соответствующих фактов.

План урока

1. Организационный момент (2 мин)

2. Запись домашнего задания (2 мин)

3. Актуализация знаний (7 мин)

4. Объяснение нового материала (15 мин)

5. Закрепление знаний (12 мин)

6. Рефлексия (2 мин)

Ход урока

Организационный момент

Учитель: здравствуйте, ребята. Кто сегодня отсутствует? Отметим.

Запись домашнего задания

Учитель: открываем дневники и на следующий урок записываем:

§ 21, пункты 3, 4 + записи. Что мы узнали стр. 161. Знать пункты 6, 7, 8. Повторить все итоги параграфа. Задачник 21.37, 21.38

Все записали? Хорошо, переходим непосредственно к уроку.

Актуализация знаний

Учитель: прежде чем переходить к новой теме, давайте вспомним основные моменты прошлой темы «Производство электроэнергии».

1. Учитель: что такое индукционный генератор тока?

Ученик: устройство, которое преобразует механическую энергию в электрическую.

1. Учитель: на каком явлении основано его действие?

Ученик: его действие основано на явлении электромагнитной индукции.

1. Учитель: какие основные части генератора?

Ученик: Ротор – вращающаяся часть – магнит

Статор – неподвижная часть – рамка с током

1. Учитель: какой ток вырабатывается генератором?

Ученик: переменный

1. Учитель: а какой ток называется переменным?

Ученик: переменный ток – это ток, у которого сила и направление периодически изменяются. График – синусоида.

1. Учитель: напомним себе, что на прошлом уроке мы также познакомились и изучили характеристики переменного тока. Повторим и их. Период – это?

Ученик: периодом называется время, за которое сила тока меняет свое значение от 0 до максимального и обратно до 0. [с]

1. Учитель: частота – это? И ток какой частоты вырабатывается на всех электростанциях России?

Ученик: частота — это величина, обратная периоду. [Гц = 1/сек]. 50 Гц

1. Учитель: какие типы электростанций вы знаете?

Ученик: тепловые, атомные, ветренные, солнечные, гидроэлектростанции

Объяснение нового материала

Учитель: как производят электроэнергию, с помощью каких устройств, мы с вами уже изучили и повторили. Сегодня же на уроке узнаем, как электроэнергия передается от электростанции к потребителю.

СЛАЙД 1

Тема сегодняшнего урока «Передача электроэнергии. Трансформаторы»

Записываем тему в тетрадь

Учитель: ребята, теперь переходим к вопросу о передаче электроэнергии от электростанции к месту ее потребления. Напряжение, вырабатываемое генератором на электростанции, обычно не превышает 12 киловольт. А ток какого напряжения подается в квартиры потребителям?

Ученик: 220 В.

Учитель: а вот ток, который идет по линиям электропередач от электростанции к потребителю, имеет напряжение сотни тысяч вольт.

СЛАЙД 2

Получается, что электроэнергию передают под высоким напряжением. Это позволяет многократно уменьшить тепловые потери в линиях электропередачи. Давайте разберемся, почему.

Учитель: что происходит с проводником, когда по нему идет ток?

Ученик: греется.

Учитель: вспомним, что в проводнике сопротивлением R за время t протекания по нему тока I выделяется количество теплоты Q. Это формулировка какого закона?

Ученик: закон Джоуля - Ленца.

Учитель: записываем формулу в тетрадь: Q = I²Rt

Нам нужно уменьшить Q. t изменить не можем. Следовательно, нужно уменьшать сопротивление и силу тока. Записываем: I↓ R↓= Q↓

Вспомним формулу сопротивления: R = p*l/S. Записываем в тетрадь.

l уменьшить нельзя, так как нельзя уменьшить расстояния между населенными пунктами, городами.

S увеличить нельзя, иначе будут слишком тяжелые провода и большие затраты на материалы.

Значит, нужно уменьшать удельное сопротивление. Записываем: 𝝆↓= R↓

Поэтому провода изготавливают из алюминия или меди (материалы с маленьким удельным сопротивлением).

Учитель: как мы сказали, нужно уменьшить силу тока в линиях электропередачи, но как это сделать, чтобы передаваемая мощность не изменилась? Давайте вспомним формулу для мощности.

СЛАЙД 3

Ученик: P = UI. Записываем

Теперь запишем: P₁ = P₂, U₁ I₁ = U₂ I₂

Значит, чтобы уменьшить силу тока, сохранив мощность, нужно повысить напряжение. I↓ = U↑. Записываем в тетрадь.

Учитель: однако перед подачей электроэнергии потребителю напряжение необходимо уменьшить. Устройства, с помощью которых повышают или понижают напряжение переменного тока, получили название «Трансформаторы»

СЛАЙД 4

Итак, запишем в тетрадь: Трансформаторы – это устройства, с помощью которых повышают или понижают напряжение переменного тока.

Их действие основано на явлении электромагнитной индукции.

Учитель: напомним себе, в чем заключается это явление?

Ученик: явление возникновения индукционного тока в замкнутом контуре при изменении числа магнитных линий через поверхность, ограниченную этим контуром.

Учитель: трансформатор состоит из двух катушек с разным числом витков, намотанных на один сердечник (увеличивает магнитное поле)

Запишем в тетрадь: Устройство: 2 катушки с разным числом витков на одном сердечнике.

Одна катушка - первичная -число витков n1– на нее подается входное напряжение U1

Другая катушка – вторичная - число витков n2 – на ее концах выходное напряжение U2

СЛАЙД 5

Запишем в тетрадь и перенесем в нее рисунок со слайда:

Первичная катушка - число витков n1 – входное напряжение U1

Вторичная катушка - число витков n2 – выходное напряжение U2

СЛАЙД 6

Если n2 n1 или U2 U1, то трансформатор повышающий

Если n2n1 или U2 U1, то трансформатор понижающий