Самостоятельная работа Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор 9 класс

Самостоятельная работа Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор 9 класс с ответами. Самостоятельная работа представлена в двух вариантах, в каждом варианте по 4 задания.

Вариант 1

1. Как называется неподвижная часть генератора?

2. Какие трансформаторы используют около электростанций?

3. Трансформатор понижает напряжение с 240 В до 120 В. Определите количество витков во вторичной катушке трансформатора, если первичная катушка содержит 80 витков.

4. Напряжения на концах первичной и вторичной обмоток ненагруженного трансформатора равны U₁ = 220 В и U₂ = 11 В. Каково отношение числа витков N₁ в первичной обмотке к числу витков N₂ во вторичной?

Вариант 2

1. Как называется подвижная часть генератора?

2. Какие трансформаторы используют вблизи жилых домов?

3. Трансформатор понижает напряжение с 1000 В до 200 В. Определите количество витков в первичной катушке трансформатора, если вторичная катушка содержит 80 витков.

4. Напряжения на концах первичной и вторичной обмоток ненагруженного трансформатора равны U₁ = 220 В и U₂ = 44 В. Каково отношение числа витков N₁ в первичной обмотке к числу витков N₂ во вторичной?

Ответы на самостоятельную работу Получение и передача переменного электрического тока. Трансформатор 9 класс
Вариант 1
1. Статор
2. Распределительные трансформаторы
3. N₂ = 40
4. N₁ /_N2 = 20
Вариант 2
1. Ротор
2. Сухие силовые трансформаторы
3. N₂ = 400
4. N₁ /_N2 = 5

Какое расстояние от разных видов трансформаторов до жилого дома

Устанавливая электрическое оборудование вблизи помещений, в которых проживают или часто находятся люди, учитывают ряд характеристики. В том числе обращают внимание и на расстояние от силового трансформатора до жилого дома. Размещение регулируется на законодательном уровне, если не соблюсти методики, то может грозить разбирательство с властями. Учитывают не только тип трансформатора, но и степень его огнестойкости, разновидность и размер.

Типы трансформаторных подстанций

Есть несколько видов подстанций, опираясь на знания о виде и принципе работы выявляют безопасное расстояние до помещений.

Подстанция представляет собой технологичное оборудование, отвечающее за прием, преобразование и распределение между потребителями полученной электроэнергии от другого источника. Тип установки определяется специалистами перед началом эксплуатации, а опираясь на него и стоят план размещения. Уяснение деталей вопроса позволит не только обеспечить надежность работы этого важного источника питания помещений, но и оградить от вреда людей.

Каждая подстанция работает с различными показателями энергии. Следовательно, в них находится оборудование различной мощности. Если суммировать его, то можно получить трансформаторы небольшой мощности, средние и мощные. Именно эта характеристика определяет тип устройства. Просчитываются данные не только на входе и выходе, а совокупно всех механизмов, не только принимающих и отдающих электрический ток, но и преобразующий их.

Понятно, что трансформаторная будка, в которой много механизмом, будет самой сложной по типу. Также она будет наиболее мощной. Если небольшие могут устанавливаться на расстоянии от 15 метров от помещений и даже меньше, то с вышеописанной такое не пройдет.

Область применения

Подстанции, которые есть в Российской Федерации, разделяют по назначению и по месту установки. Встречаются трансформаторы:

• центральные или районные — они получают энергетическую составляющую от высоковольтных линий, а потом распределяют ее на понижающие пункты;
• главные понижающие — получают электрический ток с огромным напряжением, а преобразуют его от 6 до 35 кВт, что делает возможным функционирование в приемники или цехи;
• цеховые — те подстанции, которые житель России и видит чаще всего, они снижают напряжение, подаваемое районным трансформатором, до 110 или 230 Вольт, после чего происходит расход потребителям по точкам проживания.

Не всегда есть возможность определить тип трансформаторной подстанции самостоятельно. Дело в том, что на них производители не делают специальных пометок, которые сказали бы, с какими токами допустимо работать. Присутствует ограждение, которое защищает саму подстанцию и не дает проникнуть туда посторонним.

Можно ли размещать в жилом доме

Современные тс размещают блоками. Это удобно, так как доставлять ресурсы, в том числе и транзисторы. Трансформаторы можно не в цельном виде, а дробно. Это значительно экономит средства доставки и ее цену. Наименования подобных механизмов — компактный трансформаторный прибор или сокращенно КТП. Оборудование различается по характеристикам:

• материал изготовления — бетонные, металлические, панели или совмещенные;
• тип выполняемых работ — в наличии коридор или нет, удобство использования;
• функционал — тупиковый или проходной путь прохождения напряжения.

Дополнительно учитывается степень влияния на окружающую среду. Безопасность для окружающих людей, в том числе и долговременный риск для здоровья. Но в любом случае размещение трансформаторной будки, даже самой незначительной по характеристикам, не разрешается в жилом доме. Отчет расстояния начинается от 10 метров от входа в помещение. Чем массивней и функциональней устройство, тем отдалённей его располагают.

Вред для здоровья окружающих

Трансформаторные подстанции наносят непоправимый вред человеческому здоровью, именно поэтому их не разрешается размещать вблизи жилых помещений. Дело в том, что в результате работы тс образуется мощное электромагнитное поле. Его объем зависит от того, какого типа подстанция и какова суммарная мощность размещенного оборудования.

Медики выявили, что постоянное воздействие электрического поля на ткани организма приводит к развитию патологии клеток, включая и раковые опухоли различного типа.

Высокочастотные колебания поднимают температуру составляющих клеточной структуры организма, что действует неблагоприятно.

На какое расстояние от жилого дома следует размещать трансформатор

Требования к расстоянию установлены на законодательном ровне и идентичные по всей территории страны. Они прописаны в статье восьмой Федерального закона страны под номером 52-ФЗ, который отвечает за соблюдение санитарно-эпидемиологической ситуации в стране. Приняты нормы были в 1999 году и с тех пор не менялись. Согласно правилам, если мощность трансформаторной установки не превышает 40 МВ-А, то ее размещение не ближе, чем (в метрах):

• 300 к поликлиникам, спальным корпусам детских больниц;
• 250 к кинотеатрам, общежитиям, гостиницам, школам;
• 150 к площадкам для отдыха в микрорайонах;
• 50 к коммунальным и бытовым постройкам, местам торговли и общественного питания.

Если трансформаторная установка достигает мощности 60 МВ-А, то размещать к поликлиникам его разрешено не более чем в 700 метрах, школам — 500 метров, площадкам — 350 метров, а постройкам — 100 метров. Устройства с мощностью свыше 125 КВ-А имеет показатели в метрах 1000, 800, 600 и 350 соответственно.

Степени огнестойкости сооружений

Степень огнестойкости также прописана на законодательном уровне. Разделяют пять видов оборудования в зависимости от его огнестойкости. При этом рассчитывается возможность размещения только для построек, в которых живут люди на постоянной основе или проводят досуг, время часто (поликлиники и места торговли, кинотеатры и магазины). Так, если класс огнестойкости:

• 1, 2 или 3, то минимальное расстояние 3 метра;
• 4 или 5, то от 5 метров.

Это расчет только от 1 показателя мощности. Противопожарный показатель совокупность удаленности и веса. Если конструкция с весом не менее 60 килограмм, то расстояние для 1 и 2 степеней составит 16, 3 — 20, 4 и 5 — 24 м.

Формирование показателя

Показатель устанавливаются, смотря на начальную точку процесса до его наиболее активного состояния. Степень огнестойкости формируется из знаний о:

• плотности используемого материала и его прочности относительно воспламенения;
• потере или сохранению несущих конструкций своего вида;
• теплоизоляционной способности, то есть как быстро будет распространяться тепло по поверхности.

Лучшими с точки зрения огнестойкости показателями считаются трансформаторные будки из железобетона, а худшими — металлические.

Разновидности и их характеристики

Присваиваются зданиям уровни в зависимости от показателей. Так, степень:

• бетон и железобетон;
• бетон и железобетон плюс стальные элементы;
• варианты с камнем и штукатуркой, плитами;
• с листами металла;
• произвольные.

Особенности размещения

Прописываются в правительственном постановлении под номером 160. Нюансы:

• возможно размещение с сокращением 5 м;
• контур потенциалов водопровода — 1 м;
• строительное оборудование — норма плюс 5 м.
• Правильное размещение жилого дома позволит избежать проблем с законом, убережет здоровье.

Разделительный трансформатор в квартире – панацея или глупость?

В последнее время Интернет буквально запестрел статьями о разделительных трансформаторах, которые просто необходимо устанавливать в квартирах и частных домах. Причем все эти статьи – отрерайченые (а порой и нет) братья-близнецы. Действительно ли разделительный трансформатор – отличная альтернатива обычным приборам защиты и панацея в плане безопасности? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Принцип идеи

Как известно, нулевой провод электросети во всех жилых домах заземлен. Таким образом, если прикоснуться к фазному проводу и при этом иметь хоть небольшую гальваническую связь с землей (а она есть почти всегда), то можно серьезно пострадать. Это хорошо иллюстрируют брошюры и плакаты советских времен.

Но, оказывается, домовую проводку совсем несложно «отвязать» от земли. Для этого достаточно установить разделительный трансформатор. В задачи этого прибора входит не понижение или повышение напряжения (трансформирование) а именно гальваническая развязка. Такой трансформатор имеет две абсолютно идентичные обмотки, изолированные друг от друга. Одну из обмоток мы подключаем к первичной цепи – вводному кабелю, — а вторую к домовой сети.

Важно! В результате напряжение в наших розетках никак не будет связано с землей. Если коснуться любого из проводов в такой розетке, то мы ничего не почувствуем, даже стоя на сырой земле или по колено в луже. Все вышесказанное хорошо поясняется рисунками ниже.

Следующее преимущество – возможность сэкономить на приборах защиты. К чему, скажем УЗО в домовой сети, если утечки на землю не может быть по определению? Автомат тоже не нужен, поскольку ток КЗ такого трансформатора не будет, якобы, превышать 25 А. Проводка сечением 2.5 квадрата даже не нагреется!

Ну и последний плюс. Трансформатор, как и любая другая катушка индуктивности, способен подавить импульсные помехи, которых, по утверждению авторов, в обычных розетках хоть пруд пруди, а заодно выручит и при перенапряжении. Итак, установив разделительный трансформатор, мы получаем:

• Гальваническую развязку с землей, а значит безопасность.
• Ограничение тока короткого замыкания при аварии;
• Экономия на приборах защиты.
• Подавление импульсных помех и защита от перенапряжения.

Действительно панаценя, верно? А теперь посмотрим, во что могут вылиться все эти преимущества.

Безопасность

Предположим, у вас сломалась розетка. Вы пригласили мастера, но вот, досада, указали ему не тот автомат и он отключил не вашу квартиру, а соседскую. Ну электрик есть электрик – он все равно проверяет наличие напряжение в розетке при помощи указателя (индикаторной отвертки). Естественно, индикатор не светится – он работает за счет утечки тока через тело оператора на землю, а связи с землей нет. Электрик вскрывает розетку хватается за нее и попадает под старые, добрые, полноценные 230 В.

Важно! На месте электрика можете оказаться и вы, если не особо сведущи в электротехнике и посчитаете отключение вводных автоматов необязательным.

Идем дальше. Вы заказали установку автономного отопления или горячего водоснабжения. Мастер, как и положено, заземлил котел или бойлер. Соответствующие органы осмотрели, убедились в обязательном наличии заземления (откуда им знать про ваши выкрутасы с трансформаторами?) составили акт и разрешили ввод оборудования в эксплуатацию.

В результате такого заземления все гальваническая развязка пошла насмарку. Но вы то этого не знаете! Да еще и на УЗО сэкономили. Результат, думается, «на лице». Хватаетесь за фазный провод, уверенные в том, что развязка с землей есть, и попадаете под опасное для жизни напряжение.

Важно! По незнанке вы можете самостоятельно вырыть себе яму, заземлив новую стиральную машинку или просто не сняв заземление с приборов во всем доме при установке разделительного трансформатора.

Ну и еще один вариант. Поскольку разделительный трансформатор мощностью 6 кВт (именно такая мощность оптимальна для рядовой квартиры) имеет размер небольшого холодильника, в распределительный щит его не засунешь. Сами авторы подобных опусов рекомендуют выбрать подвал.

Итак, ставим разделительный трансформатор в сыром подвале, где постоянно раздаются непонятные скрипы, шуршание и по углам кто-то гремит цепями. В результате обмотки напитываются влагой, изоляция между ними теряет свои свойства и между этими самыми обмотками появляется гальваническая связь. Мыши, кстати, тоже могут сделать свое грязное дело, искусав изоляцию кабелей. Но вы об этом понятия не имеете, по-прежнему считая, что связь домовой проводки с землей отсутствует.

Чтобы избежать подобных неприятностей или хоть как-то от них защититься, после трансформатора придется поставить УЗО. Но это уже второй вопрос – вопрос экономии, который мы в предыдущем разделе обозначили как преимущество.

Экономия

По утверждению авторов статей разделительный трансформатор позволяет сэкономить на приборах защиты – автоматах, УЗО, реле напряжений и пр. Как мы убедились, крути не крути, УЗО поставить придется, чтобы избежать всех случаев, перечисленных в предыдущем разделе. теперь автомат. Зачем его ставить, если ток КЗ не превышает 25 А и не сможет даже нагреть проводку?

Возможно и не нагреет, но он с большим успехом выжжет обмотку трансформатора! Причем сделает это в минуту, не более. Треск, гром, пожар, везде гальваническая связь, везде фазы, нули, земли. В общем, все смешалось – кони, люди. Значит, по вторичной обмотке нужен автомат. Но он и по первичной нужен хотя бы для обслуживания того же трансформатора. Вот это сэкономили — добавили еще один автомат.

Реле напряжения. От перенапряжения трансформатор не спасет – это миф, причем очень жалкий и не выдерживающий никакой критики. Появится на первичной 380 В, на вторичной будет ровно столько же. Ну и при перенапряжении сам трансформатор сгорит с тем же успехом, что и, скажем, холодильник. Поэтому реле напряжения оставляем.

Защита от импульсных помех. Она устанавливается практически во все более-менее порядочные бытовые приборы. Но если так хочется поставить один фильтр на всю квартирную проводку, то для защиты от импульсных помех проще обойтись дросселем – это много дешевле, хотя тоже влетит в копеечку из-за его большой мощности.

Полезно! Итак, в результате имеем стандартный распределительный щит, в который добавились трансформатор и автомат. О какой экономии может идти речь?

Итак, на одном автомате мы уже «сэкономили», начнем экономить на трансформаторе. Сколько по вашему стоит 50 кг трансформаторного железа и меди? Даже как лом – немало. Но трансформатор – не лом, а высокотехнологичное изделие. Стоимость прибора мощностью 6 кВт, весом в 50 кг и размером с телевизор «Электрон-380» будет иметь стоимость, соизмеримую со стоимостью маленького вертолета.

Утрировано, конечно, но близко к правде. Вот и еще раз «сэкономили». Стоимость дополнительного автомата (да и всех устройств защиты) не идет ни в какое сравнение с расходами на трансформатор, который, кстати, еще и затолкать куда-то нужно. Не в прихожей же его ставить…

Важно! Приведенный в качестве примера трансформатор имеет алюминиевые обмотки. Если они будут медные, то весить, а особенно стоить, он будет много больше.

Так что будем делать? Ставим, нет? Вообще, вы где-нибудь видели подобное решение, созданное профессиональными инженерами-конструкторами? Наверняка нет, да и не могли видеть. Ни одному специалисту и в голову не придет устанавливать сей агрегат в квартирах и жилых домах.

Вот мы и разобрались с разделительным трансформатором. Ставить его для питания квартиры, оказывается, совсем неэкономно. Что касается безопасности, то она остается лишь в теории. На практике использование такого «лайфхака» может привести к самым плачевным последствиям. Единственный вариант, который хоть как-то себя оправдывает — установка разделительного трансформатора небольшой мощности на рабочем месте мастера по ремонту бытовой техники. В этом случае работать будет действительно несколько безопаснее, но и такой вариант не исключает поражение электрическим током полностью.