Знакомство с техническими объектами, страница 136 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 25. Трансформатор. Вопросы - страница 136.

Условие.

Знакомство с техническими объектами

Устройство понижающего трансформатора для электросварки приведено на рис. 143. Первичная катушка трансформатора имеет несколько режимов работы, которые устанавливаются переключателем 1. К вторичной катушке трансформатора подсоединены электроды 2 и 3, между которыми возникает электрическая дуга. Как будет изменяться напряжение на электродах, если переключатель поворачивать по часовой стрелке в направлении от положения A к положению B?

Рис. 143

Решение.

Решение

Работа трансформатора описывается соотношением напряжений и чисел витков в его обмотках. Для идеального трансформатора это соотношение выглядит следующим образом:

$\frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}$

где $U_1$ и $N_1$ — напряжение и число витков на первичной обмотке, а $U_2$ и $N_2$ — напряжение и число витков на вторичной обмотке.

Выразим из этой формулы напряжение на вторичной обмотке, к которой подключены электроды:

$U_2 = U_1 \cdot \frac{N_2}{N_1}$

В данной схеме напряжение, подаваемое на первичную обмотку ($U_1 = 220 \text{ В}$), и число витков во вторичной обмотке ($N_2$) являются постоянными величинами. Переключатель 1 позволяет изменять число витков первичной обмотки ($N_1$), задействованных в работе трансформатора.

Когда переключатель находится в положении А, в цепь включено наименьшее возможное число витков первичной катушки. При повороте переключателя по часовой стрелке в направлении от положения А к положению В, к цепи подключается все большее число витков. Таким образом, при перемещении переключателя от А к В число витков $N_1$ в первичной обмотке увеличивается.

Из формулы $U_2 = U_1 \cdot \frac{N_2}{N_1}$ видно, что напряжение на вторичной обмотке $U_2$ обратно пропорционально числу витков на первичной обмотке $N_1$. Следовательно, с увеличением $N_1$ напряжение $U_2$ будет уменьшаться.

Ответ: При повороте переключателя по часовой стрелке от положения А к положению В напряжение на электродах будет уменьшаться.