Номер 697, страница 106 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Получение и передача переменного тока. Трансформатор. Электромагнитное поле - номер 697, страница 106.

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

Решение

Передача энергии от первичной обмотки трансформатора ко вторичной, несмотря на отсутствие прямого электрического соединения, происходит посредством явления электромагнитной индукции. Обе обмотки намотаны на общий замкнутый сердечник (магнитопровод), который обеспечивает их индуктивную связь.

Процесс передачи энергии происходит следующим образом:

1. При подключении первичной обмотки к источнику переменного напряжения, по её виткам начинает протекать переменный ток. Этот ток создает в сердечнике переменное во времени магнитное поле, а следовательно, и переменный магнитный поток $\Phi$.

2. Сердечник, изготовленный из ферромагнитного материала (например, трансформаторной стали), концентрирует и направляет этот магнитный поток так, что он практически полностью пронизывает витки и первичной, и вторичной обмоток.

3. Изменение магнитного потока, пронизывающего витки вторичной обмотки, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, приводит к возникновению в ней электродвижущей силы (ЭДС индукции). Для катушки, содержащей $N_2$ витков, эта ЭДС равна $E_2 = -N_2 \frac{d\Phi}{dt}$.

4. Если цепь вторичной обмотки замкнута на какую-либо нагрузку (например, лампочку или электроприбор), то под действием индуцированной ЭДС в ней возникает переменный электрический ток. Этот ток и совершает работу в нагрузке, то есть передает ей энергию, полученную из первичной цепи.

Таким образом, энергия от первичной обмотки ко вторичной передается не напрямую, а через промежуточную форму – энергию переменного магнитного поля в сердечнике трансформатора.

Ответ:

Передача энергии из первичной обмотки во вторичную осуществляется через переменное магнитное поле. Переменный ток в первичной обмотке создает в общем для обеих обмоток сердечнике переменный магнитный поток. Этот переменный магнитный поток, в свою очередь, индуцирует ЭДС и ток во вторичной обмотке в соответствии с законом электромагнитной индукции.