Номер 62.7, страница 218 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 62. Переменный ток. Трансформаторы. Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления - номер 62.7, страница 218.

62.7 [н] Трансформатор, изображённый на рисунке VIII-29, лишили железного магнитопровода. Что произошло с напряжением на зажимах вторичной катушки трансформатора?

$U_1$

$N_1$

$N_2$

$U_2$

Нагрузка

Рис. VIII-29

Решение

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Переменный ток в первичной обмотке с числом витков $N_1$, на которую подается напряжение $U_1$, создает переменный магнитный поток. Этот поток пронизывает вторичную обмотку с числом витков $N_2$ и индуцирует в ней ЭДС индукции, создавая на ее выводах напряжение $U_2$.

Железный магнитопровод (сердечник) изготавливается из ферромагнитного материала, который обладает очень высокой магнитной проницаемостью. Его функция заключается в том, чтобы сконцентрировать практически все силовые линии магнитного поля внутри себя и направить их от первичной обмотки к вторичной. Это обеспечивает хорошую магнитную связь между обмотками и минимизирует рассеяние магнитного потока в окружающее пространство.

ЭДС, индуцируемая во вторичной обмотке, пропорциональна скорости изменения магнитного потока, пронизывающего ее витки: $E_2 \propto N_2 \frac{d\Phi}{dt}$ Напряжение $U_2$ на зажимах вторичной катушки (в режиме холостого хода или при небольшой нагрузке) практически равно этой ЭДС.

Когда железный магнитопровод удаляют, обмотки оказываются на воздухе. Магнитная проницаемость воздуха в тысячи раз меньше магнитной проницаемости железа. В результате магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой, больше не концентрируется и не направляется ко вторичной обмотке. Значительная часть магнитного потока рассеивается в окружающем пространстве, и лишь небольшая его доля пронизывает вторичную обмотку. Иными словами, магнитная связь между катушками становится очень слабой.

Так как величина магнитного потока $\Phi$, пронизывающего вторичную катушку, резко уменьшается, то и скорость его изменения $\frac{d\Phi}{dt}$ также сильно падает. Это приводит к значительному уменьшению индуцируемой ЭДС $E_2$ и, как следствие, напряжения $U_2$ на зажимах вторичной катушки.

Ответ: Напряжение на зажимах вторичной катушки трансформатора резко уменьшится.