Номер 9, страница 191 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Электромагнитные явления. Параграф 46. Производство и передача электрической энергии. Вопросы - номер 9, страница 191.

Условие.

9. На чём основана работа трансформатора?

Решение.

8. Для чего нужны трансформаторы?

Трансформаторы — это статические электромагнитные устройства, предназначенные для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. Они играют ключевую роль в системах производства, передачи и потребления электроэнергии, а также в различной электронной аппаратуре. Основные функции трансформаторов:

1. Передача электроэнергии на большие расстояния. Электроэнергия на электростанциях вырабатывается при относительно низких напряжениях. Для минимизации потерь при передаче по линиям электропередачи (ЛЭП) напряжение повышают с помощью повышающих трансформаторов до сотен киловольт. Потери мощности в проводах пропорциональны квадрату силы тока ($P_{потерь} = I^2 \cdot R$). Повышение напряжения позволяет при той же передаваемой мощности ($P = U \cdot I$) уменьшить силу тока, что значительно снижает потери. Вблизи потребителей (городов, предприятий) напряжение понижается с помощью понижающих трансформаторов до безопасных и стандартных значений (например, 220 В).

2. Согласование уровней напряжения в электроприборах. Большинство бытовых и промышленных электронных устройств (например, компьютеры, телевизоры, зарядные устройства для телефонов) работают от низкого постоянного напряжения (например, 5 В, 12 В, 19 В). Трансформаторы в блоках питания понижают напряжение сети переменного тока до необходимого низкого значения перед его последующим выпрямлением.

3. Гальваническая развязка. Трансформатор обеспечивает электрическую изоляцию между первичной и вторичной цепями, так как они связаны только магнитным полем, а не прямым электрическим контактом. Это является важной мерой безопасности, защищающей человека от поражения электрическим током и оборудование от повреждений, вызванных неисправностями в сети.

4. Измерительные цели. В высоковольтных сетях для измерения больших токов и напряжений используются специальные измерительные трансформаторы: трансформаторы тока и трансформаторы напряжения. Они понижают ток и напряжение до безопасных значений, которые могут быть измерены стандартными приборами.

5. Согласование сопротивлений (импедансов). В радиотехнике и аудиотехнике трансформаторы применяются для согласования выходного сопротивления одного каскада (например, усилителя) с входным сопротивлением другого (например, динамика) для обеспечения передачи максимальной мощности.

Ответ: Трансформаторы нужны для повышения или понижения напряжения переменного тока с целью эффективной передачи электроэнергии на большие расстояния, для питания электронных устройств, для обеспечения электробезопасности (гальванической развязки), а также в измерительной и аудиотехнике.