Номер 5, страница 137 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 25. Трансформатор. Вопросы - номер 5, страница 137.

Условие.

5. Что называют коэффициентом трансформации?

Решение.

5. Что называют коэффициентом трансформации?

Коэффициентом трансформации называют безразмерную величину, обозначаемую буквой $\text{k}$, которая является основной характеристикой трансформатора. Она показывает, во сколько раз напряжение или электродвижущая сила (ЭДС) во вторичной обмотке отличается от напряжения или ЭДС в первичной обмотке.

Формула для коэффициента трансформации выражается через отношение числа витков в первичной обмотке ($N_1$) к числу витков во вторичной обмотке ($N_2$):

$k = \frac{N_1}{N_2}$

В режиме холостого хода (когда потери энергии малы) коэффициент трансформации также приблизительно равен отношению напряжений ($U_1$ и $U_2$) и обратному отношению сил тока ($I_1$ и $I_2$) в обмотках:

$k \approx \frac{U_1}{U_2} = \frac{I_2}{I_1}$

Таким образом, эта величина полностью описывает преобразующие свойства трансформатора по отношению к напряжению и силе тока.

Ответ: Коэффициент трансформации — это отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки ($k = N_1/N_2$), которое определяет, во сколько раз трансформатор изменяет напряжение.

6. Чем отличается повышающий трансформатор от понижающего?

Повышающий и понижающий трансформаторы различаются своим назначением и, как следствие, конструкцией, а именно соотношением числа витков в первичной и вторичной обмотках.

Повышающий трансформатор предназначен для увеличения (повышения) напряжения переменного тока. Для этого его вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то есть $N_2 > N_1$. В результате напряжение на выходе трансформатора ($U_2$) выше, чем на входе ($U_1$). Коэффициент трансформации для такого устройства всегда меньше единицы: $k < 1$. При этом, согласно закону сохранения энергии, сила тока во вторичной обмотке уменьшается ($I_2 < I_1$).

Понижающий трансформатор, наоборот, служит для уменьшения (понижения) напряжения. В его конструкции число витков во вторичной обмотке меньше, чем в первичной, то есть $N_2 < N_1$. Это приводит к тому, что выходное напряжение ($U_2$) становится ниже входного ($U_1$). Коэффициент трансформации понижающего трансформатора всегда больше единицы: $k > 1$. Сила тока при этом во вторичной обмотке возрастает ($I_2 > I_1$).

Ответ: Повышающий трансформатор увеличивает напряжение, так как число витков его вторичной обмотки больше первичной ($N_2 > N_1$, $k < 1$), а понижающий трансформатор уменьшает напряжение, так как число витков его вторичной обмотки меньше первичной ($N_2 < N_1$, $k > 1$).