Номер 21.49, страница 111 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 21. Электромагнитная индукция. Производство и передача электроэнергии - номер 21.49, страница 111.

Условие.

21.49. Почему с помощью трансформатора нельзя изменить напряжение постоянного тока?

Решение.

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Для того чтобы во вторичной обмотке трансформатора возникла электродвижущая сила (ЭДС), необходимо, чтобы ее витки пронизывал изменяющийся во времени магнитный поток.

Когда к первичной обмотке трансформатора подключают источник переменного напряжения, в ней течет переменный ток. Этот ток создает в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток. Изменяясь со временем, этот магнитный поток пронизывает витки вторичной обмотки и, в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея, индуцирует в ней ЭДС. Величина ЭДС индукции определяется формулой: $ \mathcal{E} = -N \frac{d\Phi}{dt} $, где $ \frac{d\Phi}{dt} $ — скорость изменения магнитного потока.

Если же к первичной обмотке подключить источник постоянного тока, то ток в ней будет постоянным (после короткого переходного процесса при включении). Постоянный ток создает в сердечнике постоянный магнитный поток, который не изменяется со временем. Следовательно, скорость изменения магнитного потока равна нулю ($ \frac{d\Phi}{dt} = 0 $). В этом случае во вторичной обмотке ЭДС индукции не возникает ($ \mathcal{E} = 0 $), за исключением кратких моментов включения и выключения цепи, когда ток (и, соответственно, магнитный поток) изменяется.

Поскольку для работы трансформатора необходимо именно изменение магнитного потока, он не может быть использован для изменения напряжения постоянного тока.

Ответ: Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, которое возникает только при изменении магнитного потока. Постоянный ток создает постоянный, не изменяющийся во времени магнитный поток. Так как изменение магнитного потока отсутствует, электродвижущая сила (ЭДС) во вторичной обмотке не наводится, и напряжение не изменяется.