Номер 62.11, страница 219 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Авторы: Лукашик В. И., Иванова Е. В.
Тип: Сборник задач
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Цвет обложки: голубой
ISBN: 978-5-09-090938-9
Популярные ГДЗ в 7 классе
§ 62. Переменный ток. Трансформаторы. Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления - номер 62.11, страница 219.
№62.11 (с. 219)
Условие. №62.11 (с. 219)
скриншот условия

62.11 [н] Можно ли использовать понижающий трансформатор 220/12 В в качестве повышающего, если на вторичную обмотку подать напряжение 12 В; 220 В?
Решение. №62.11 (с. 219)

Решение 4. №62.11 (с. 219)

Решение 7. №62.11 (с. 219)
Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции и является обратимым. Это означает, что любой понижающий трансформатор можно использовать в качестве повышающего, и наоборот, если поменять местами первичную и вторичную обмотки. Однако при таком использовании необходимо строго соблюдать номинальные (паспортные) значения напряжения и тока для каждой из обмоток.
В заданном понижающем трансформаторе 220/12 В есть две обмотки:
- Первичная (высоковольтная): рассчитана на напряжение 220 В, имеет большое количество витков $N_{220}$ из тонкого провода.
- Вторичная (низковольтная): рассчитана на напряжение 12 В, имеет малое количество витков $N_{12}$ из толстого провода (для пропускания большего тока при той же мощности).
Коэффициент трансформации в штатном режиме: $K = \frac{N_{220}}{N_{12}} = \frac{220}{12}$.
Чтобы использовать этот трансформатор как повышающий, необходимо подавать входное напряжение на низковольтную (12 В) обмотку, а снимать выходное с высоковольтной (220 В). Рассмотрим предложенные варианты.
Если на вторичную обмотку подать напряжение 12 ВВ этом случае на низковольтную обмотку, которая рассчитана на 12 В, подается ее номинальное напряжение. Трансформатор будет работать в обратном (повышающем) режиме. Напряжение на выходе (на высоковольтной обмотке) будет равно: $U_{вых} = U_{вх} \cdot \frac{N_{220}}{N_{12}} = 12 \text{ В} \cdot \frac{220}{12} = 220 \text{ В}$
Токи в обмотках также будут соответствовать их конструкции: по низковольтной обмотке (которая теперь стала первичной) потечет большой ток, на который рассчитан ее толстый провод, а в высоковольтной обмотке (вторичной) будет меньший ток, соответствующий сечению ее тонкого провода. Таким образом, работа трансформатора будет происходить в штатном режиме для каждой из обмоток, но в повышающей конфигурации.
Ответ: Да, можно. Если на 12-вольтовую обмотку понижающего трансформатора 220/12 В подать напряжение 12 В, он будет корректно работать как повышающий трансформатор, выдавая на второй обмотке напряжение 220 В.
Если на вторичную обмотку подать напряжение 220 ВВ этом случае на низковольтную обмотку, рассчитанную на 12 В, подается напряжение 220 В. Это является грубым нарушением условий эксплуатации и приведет к практически мгновенному разрушению трансформатора. Причины следующие:
1. Насыщение магнитопровода. Магнитный поток в сердечнике пропорционален напряжению и обратно пропорционален числу витков. Подача очень высокого (в $220/12 \approx 18.3$ раз выше номинала) напряжения на обмотку с малым числом витков приведет к созданию чрезмерного магнитного потока, который вызовет глубокое насыщение материала сердечника.
2. Катастрофический рост тока. При насыщении сердечника индуктивность обмотки резко падает. Ток холостого хода, который в нормальном режиме мал, возрастет в десятки или сотни раз, так как будет ограничен практически только активным сопротивлением обмотки.
3. Тепловое разрушение. Огромный ток приведет к интенсивному выделению тепла ($P = I^2R$) в низковольтной обмотке, что вызовет расплавление изоляции и самого провода. Трансформатор сгорит.
4. Пробой изоляции. Даже если бы трансформатор выдержал перегрузку по току, теоретическое напряжение на выходе (на высоковольтной обмотке) составило бы: $U_{вых} = 220 \text{ В} \cdot \frac{220}{12} \approx 4033 \text{ В}$. Изоляция этой обмотки рассчитана на 220 В, а не на 4 кВ, поэтому произошел бы ее неминуемый электрический пробой.
Ответ: Нет, категорически нельзя. Подача напряжения 220 В на 12-вольтовую обмотку приведет к немедленному выходу трансформатора из строя из-за перегрузки по току и напряжению.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 7-9 класс, для упражнения номер 62.11 расположенного на странице 219 к сборнику задач 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №62.11 (с. 219), авторов: Лукашик (Владимир Иванович), Иванова (Елена Владимировна), ФГОС (новый, красный) учебного пособия издательства Просвещение.