Трансформатор — тренажёр для 11 класса

Почему в розетке 220 В, а телефон заряжается от 5 В? Потому что между ними стоит трансформатор. Он меняет напряжение переменного тока. В тренажёре задания построены на понимании того, как количество витков влияет на напряжение.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Понимать устройство трансформатора.
  • Применять формулу U₁/U₂ = N₁/N₂.
  • Различать повышающий и понижающий трансформатор.
  • Понимать, почему трансформатор работает только на переменном токе.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
Коэффициент трансформации $U₁ / U₂ = N₁ / N₂$ U₁, U₂ — напряжения, N₁, N₂ — число витков.
Повышающий U₂ > U₁ N₂ > N₁ (напряжение растет).
Понижающий U₂ < U₁ N₂ < N₁ (напряжение падает).

Разбор задачи по шагам

Задача: В первичной обмотке 1000 витков, во вторичной 100. Напряжение в первичной обмотке 220 В. Найдите напряжение на вторичной обмотке.

Шаг 1. Записываем формулу. U₁ / U₂ = N₁ / N₂. Почему: Напряжение пропорционально количеству витков.

Шаг 2. Подставляем значения. 220 / U₂ = 1000 / 100. 220 / U₂ = 10.

Шаг 3. Выражаем U₂. U₂ = 220 / 10 = 22 В.

Шаг 4. Делаем вывод. Это понижающий трансформатор (напряжение упало). Ответ: 22 В.

Ещё один разбор

Задача. $U_1=636$ В, $N_1=429$, $N_2=4511$. $U_2$ (В)?

1
Коэффициент трансформации: $\frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}$.
$U_1=636$ В, $N_1=429$, $N_2=4511$
2
Вычисляем.
$U_2 = \frac{636 \cdot 4511}{429} \approx 6687.64$ В

Ответ: 6687.64

Типичные ошибки

Ошибка: Путают первичную и вторичную обмотку
Почему: Не видят, где вход, а где выход
Как проверить: Первичная — та, к которой подключают источник. Вторичная — та, с которой снимают напряжение.
Ошибка: Считают, что трансформатор работает на постоянном токе
Почему: Не понимают, зачем переменный ток
Как проверить: Трансформатор работает только на переменном токе. Для постоянного нужен другой преобразователь.
Ошибка: Ошибки в пропорции
Почему: Переворачивают формулу
Как проверить: U₁/U₂ = N₁/N₂. Отношение напряжений равно отношению витков.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Найти U₂ по виткам.
  • Найти количество витков.
  • Определить тип (повышающий/понижающий).
  • Мощность (P₁ = P₂).

Все ответы с проверкой.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 11 классе. В ЕГЭ по физике это задание № 16.

Родителям: объясните на примере зарядки телефона. Трансформатор в зарядке «понижает» 220 В до 5 В, чтобы телефон не сгорел. Именно поэтому зарядки такие большие (внутри катушка с проволокой).

Частые вопросы

Почему трансформатор гудит?

Внутри есть железный сердечник. Переменный ток создает вибрацию, из-за которой появляется гул.

Почему нельзя передавать 220 В на большие расстояния?

Из-за потерь на нагрев проводов. Поэтому напряжение повышают до тысяч вольт для передачи, а потом понижают перед подачей в дома.

Примеры задач

$U_1=187$ В, $N_1=4762$, $N_2=616$. $U_2$ (В)?
Ответ: 24.19
$U_1=933$ В, $N_1=563$, $N_2=850$. $U_2$ (В)?
Ответ: 1408.61
$U_1=293$ В, $N_1=4954$, $N_2=4558$. $U_2$ (В)?
Ответ: 269.58

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Электромагнитная индукция Колебательный контур Мощность тока