Номер 1, страница 58 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

1. Что такое трансформатор? Из чего он состоит?

Что такое трансформатор?

Трансформатор — это статическое (не имеющее движущихся частей) электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. Принцип его работы основан на явлении электромагнитной индукции. Когда через первичную обмотку протекает переменный ток, он создает в магнитопроводе переменный магнитный поток. Этот поток, пронизывая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней электродвижущую силу (ЭДС) индукции.

Трансформаторы бывают повышающими (если напряжение на вторичной обмотке выше, чем на первичной) и понижающими (если напряжение на вторичной обмотке ниже). В идеальном трансформаторе (без учета потерь) отношение напряжений на обмотках прямо пропорционально отношению числа витков в них:

$ \frac{U_2}{U_1} = \frac{N_2}{N_1} = k $

где $U_1$ и $U_2$ — напряжения на первичной и вторичной обмотках, $N_1$ и $N_2$ — число витков в первичной и вторичной обмотках, а $\text{k}$ — коэффициент трансформации. Если $k > 1$ — трансформатор повышающий, если $k < 1$ — понижающий.

Из чего он состоит?

Конструкция простейшего трансформатора включает в себя следующие основные элементы:

1. Магнитопровод (сердечник). Это замкнутая магнитная цепь, которая изготавливается из ферромагнитного материала (обычно из тонких, изолированных друг от друга пластин электротехнической стали). Такая шихтованная конструкция необходима для уменьшения потерь энергии на вихревые токи (токи Фуко). Сердечник служит для концентрации и усиления магнитного потока, создаваемого обмотками.

2. Первичная обмотка. Это катушка из изолированного медного или алюминиевого провода, которая подключается к источнику переменного напряжения. Протекающий по ней ток создает переменный магнитный поток в сердечнике.

3. Вторичная обмотка. Это одна или несколько катушек, намотанных на тот же магнитопровод, что и первичная. В них под действием переменного магнитного потока индуцируется ЭДС. К выводам вторичной обмотки подключается нагрузка.

Важно отметить, что обмотки трансформатора электрически не соединены, связь между ними осуществляется исключительно посредством общего переменного магнитного потока.

Ответ: Трансформатор — это электромагнитное устройство, которое преобразует переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения с той же частотой, используя явление электромагнитной индукции. Он состоит из замкнутого стального сердечника (магнитопровода), на котором расположены как минимум две электрически изолированные друг от друга обмотки: первичная (подключаемая к источнику питания) и вторичная (к которой подключается нагрузка).