Номер 831, страница 132 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Способы получения и передачи электроэнергии. Трансформатор - номер 831, страница 132.

Условие.

831. Обмотки трансформатора не соединены между собой. Объясните, каким образом осуществляется передача энергии из первичной обмотки во вторичную.

Решение.

Передача энергии из первичной обмотки трансформатора во вторичную, несмотря на отсутствие прямого электрического соединения между ними, осуществляется посредством явления электромагнитной индукции.

Процесс можно описать пошагово:

1. К первичной обмотке подключается источник переменного тока. Протекающий по ней переменный ток создает в окружающем пространстве и, в частности, в сердечнике трансформатора, переменное магнитное поле.

2. Сердечник, изготовленный из ферромагнитного материала, концентрирует магнитные силовые линии этого поля и направляет их так, чтобы они пронизывали витки вторичной обмотки. Таким образом, через обе обмотки проходит один и тот же переменный магнитный поток.

3. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур (в данном случае, витки вторичной обмотки), приводит к возникновению в этом контуре электродвижущей силы (ЭДС индукции). Величина этой ЭДС прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока $ \Phi $ и числу витков $ N_2 $ во вторичной обмотке: $ \mathcal{E}_2 = -N_2 \frac{d\Phi}{dt} $.

4. Индуцированная ЭДС создает напряжение на выводах вторичной обмотки. Если к вторичной обмотке подключена нагрузка (например, электроприбор), то по цепи потечет переменный ток, и энергия, полученная от источника в первичной цепи, будет передана потребителю во вторичной цепи.

Таким образом, энергия передается бесконтактным способом через переменное магнитное поле, которое выступает в роли посредника.

Ответ: Энергия из первичной обмотки во вторичную передается через переменное магнитное поле в сердечнике трансформатора благодаря явлению электромагнитной индукции. Переменный ток в первичной обмотке создает переменный магнитный поток, который, пронизывая витки вторичной обмотки, индуцирует в ней электродвижущую силу (ЭДС) и, как следствие, электрический ток при подключенной нагрузке.