Номер 3, страница 86 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 25. Использование электромагнитной индукции. Глава 3. Электромагнетизм - номер 3, страница 86.

3. Дайте определение коэффициента трансформации. Какой трансформатор называют повышающим; понижающим?

Коэффициент трансформации

Коэффициент трансформации — это безразмерная величина, характеризующая способность трансформатора изменять (трансформировать) напряжение переменного тока. Он определяется как отношение числа витков в первичной обмотке ($N_1$) к числу витков во вторичной обмотке ($N_2$). В режиме холостого хода (когда вторичная обмотка разомкнута) коэффициент трансформации $k$ также равен отношению ЭДС (электродвижущих сил) в обмотках, а для идеального трансформатора (без потерь) — отношению напряжений:

$k = \frac{N_1}{N_2} = \frac{{\mathcal{E}}_1}{{\mathcal{E}}_2} \approx \frac{U_1}{U_2}$

где $U_1$ и ${\mathcal{E}}_1$ — напряжение и ЭДС на первичной обмотке, а $U_2$ и ${\mathcal{E}}_2$ — напряжение и ЭДС на вторичной обмотке.

Ответ: Коэффициент трансформации — это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной ($k = N_1/N_2$), которое приблизительно равно отношению напряжений на этих обмотках ($k \approx U_1/U_2$).

Повышающий трансформатор

Повышающим называют трансформатор, который увеличивает напряжение переменного тока, при этом уменьшая силу тока. У такого трансформатора напряжение на вторичной обмотке ($U_2$) больше, чем на первичной ($U_1$). Это достигается за счет того, что число витков во вторичной обмотке ($N_2$) больше, чем в первичной ($N_1$). Следовательно, для повышающего трансформатора коэффициент трансформации $k$ меньше единицы:

$U_2 > U_1 \implies N_2 > N_1 \implies k = \frac{N_1}{N_2} < 1$

Ответ: Повышающий трансформатор — это трансформатор, у которого напряжение на вторичной обмотке выше, чем на первичной ($U_2 > U_1$), и его коэффициент трансформации меньше единицы ($k < 1$).

Понижающий трансформатор

Понижающим называют трансформатор, который уменьшает напряжение переменного тока, при этом увеличивая силу тока. У такого трансформатора напряжение на вторичной обмотке ($U_2$) меньше, чем на первичной ($U_1$). Для этого число витков во вторичной обмотке ($N_2$) должно быть меньше, чем в первичной ($N_1$). Соответственно, для понижающего трансформатора коэффициент трансформации $k$ больше единицы:

$U_2 < U_1 \implies N_2 < N_1 \implies k = \frac{N_1}{N_2} > 1$

Ответ: Понижающий трансформатор — это трансформатор, у которого напряжение на вторичной обмотке ниже, чем на первичной ($U_2 < U_1$), и его коэффициент трансформации больше единицы ($k > 1$).