Трансформатор. Устройство. Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции.. k - коэффициент. трансформации.. Эффект трансформации возникает из-за неодинакового количества витков в первичной и вторичной обмотках!. k>1 - понижающий. k<1

Трансформатор
Преобразует переменный ток: изменяются напряжение и сила тока, не изменяются мощность и частота I₂.
Изобрел в1878 г. —П. Н. Яблочков. В 1882 г. —И. Ф. Усагин усовершенствовал. Первые высокочастотные трансформаторы - Н. Тесла в 1891 г.
Устройство 1. Замкнутый сердечник (магнитопровод): набор пластин из трансформаторной стали. 2. Две обмотки: первичная (к генератору) и вторичная (к нагрузке).
Принцип действия основан на законе электромагнитной индукции.
1. Работа в режиме холостого хода, т. е. без нагрузки.
В этом выводе: е - мгновенное значение ЭДС; Е - амплитудное значение ЭДС; k - коэффициент трансформации.	-Ф и e сдвинуты по фазе на , . ,
Эффект трансформации возникает из-за неодинакового количества витков в первичной и вторичной обмотках!		k> 1 - понижающий k< 1 - повышающий
При холостом ходе трансформатор потребляет из сети небольшую энергию, которая затрачивается на перемагничивание его сердечника.
2. Работа под нагрузкой.
При включении во вторичную цепь нагрузки R в ней возникает ток I₂ той же частоты, что и ток I₁. Напряжение во вторичной цепи . Т. к. участки нагрузки присоединяются ко вторичной обмотке трансформатора параллельно, то при увеличении нагрузки сопротивление уменьшается, а сила тока согласно закону Ома увеличивается. Значит, напряжение на нагрузке уменьшается.
Магнитное поле тока I₂ приводит к размагничиванию катушки, ее индуктивное сопротивление уменьшается, следовательно, при неизменном напряжении в первичной обмотке сила тока в ней увеличивается.
Потери энергии в трансформаторе.
Потери энергии в трансформаторе складываются из: - потерь на нагревание обмоток; Поэтому обмотки делаются из меди. - потерь на нагревание сердечника; Поэтому сердечник делается наборным, все пластины изолированы. - потери на перемагничивание сердечника; Сердечник выполняется из мягкой трансформаторной стали.
При правильной конструкции КПД трансформатора 97—99%. Чем больше мощность, тем больше КПД.		КПД η 97—99%.
Производство электроэнергии.
Осуществляется производство в основном с помощью электромеханических индукционных генераторов. Электростанции: тепловые (ТЭЦ) и гидроэлектрические (ГЭС), атомные (АЭС). Существуют также приливные, ветровые.
Источники энергии ТЭЦ: уголь, газ, мазут, сланцы, торф.
ГЭС используют потенциальную энергию воды.
Атомные электростанции – тепловые станции, но использующие вместо энергии сгорающего органического топлива энергию распада атомов.
1- генератор переменного тока; 2- повышающие трансформаторы; 3-линия электропередачи (ЛЭП); 4, 5, 6, 7—понижающие трансформаторы
Потери энергии в линии Теплота, выделяемая током на ЛЭП, . Сопротивление ЛЭП . Мощность в цепи переменного тока . Следовательно: и Из этой формулы видно, что для уменьшения Q нужно либо увеличить S, что экономически невыгодно, либо увеличить напряжение. Используются повышающие трансформаторы.
Использование электроэнергии Промышленность, транспорт, сельское хозяйство, бытовое потребление (освещение, холодильники, телевизоры). Большая часть электроэнергии превращается в механическую (электродвигатели), 1/3 используется на технические цели (электросварка, плавление, электролиз и т. п. ).

Электромагнитные волны.
М. Фарадей ввел понятие поля: · вокруг покоящегося заряда возникает электростатическое поле, · вокруг движущихся зарядов (тока) возникает магнитное поле.
В 1830 г. М. Фарадей открыл явление электромагнитной индукции: при изменении магнитного поля возникает вихревое электрическое поле.	Переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле.
В 1862 г. Д. К. Максвелл выдвинул гипотезу: при изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле. Возникла идея о едином электромагнитном поле.	Переменное электрическое поле создает вихревое магнитное поле.
Электромагнитное поле - это особая форма материи - совокупность электрических и магнитных полей. Переменные электрические и магнитные поля существуют одновременно и образуют единое электромагнитное поле. Оно материально: · проявляет себя в действии как на покоящиеся, так и на движущиеся заряды; · распространяется с большой, но конечной скоростью; · существует независимо от нашей воли и желаний.
При скорости заряда, равной нулю, существует только электрическое поле. При постоянной скорости заряда возникает электромагнитное поле. При ускоренном движении заряда происходит излучение электромагнитной волны, которая распространяется в пространстве с конечной скоростью . Разработка идеи электромагнитных волн принадлежит Максвеллу, но уже Фарадей догадывался об их существовании, хотя побоялся опубликовать работу (она была прочитана более чем через 100 лет после его смерти).		Главное условие возникновения электромагнитной волны — ускоренное движение электрических зарядов.
Электромагнитная волна – распространяющееся в пространстве электромагнитное поле (колебания векторов ). Вблизи заряда электрическое и магнитное поля изменяются со сдвигом фаз π /2.
На большом расстоянии от заряда электрическое и магнитные поля изменяются синфазно.
Электромагнитная волна поперечна . Направление скорости электромагнитной волны совпадает с направлением движения правого винта при повороте ручки буравчика вектора к вектору .
Причем в электромагнитной волне выполняется соотношение , где с – скорость света в вакууме.
Энергия электромагнитных волн.
Максвелл теоретически рассчитал энергию и скорость электромагнитных волн. Таким образом, энергия волны прямо пропорциональна четвертой степени частоты. Значит, чтобы легче зафиксировать волну, необходимо, чтобы она была высокой частоты.
Электромагнитные волны были открыты Г. Герцем (1887). Закрытый колебательный контур электромагнитных волн не излучает: вся энергия электрического поля конденсатора переходит в энергию магнитного поля катушки. Частота колебаний определяется параметрами колебательного контура: .
Для увеличения частоты необходимо уменьшить L и C, т. е. развернуть катушку до прямого провода и, т. к. , уменьшить площадь пластин и развести их на максимальное расстояние. Отсюда видно, что мы получим, по существу, прямой проводник.
Такой прибор называется вибратором Герца. Середина разрезается и подсоединяется к высокочастотному трансформатору. Между концами проводов, на которых закрепляются маленькие шаровые кондукторы, проскакивает электрическая искра, которая и является источником электромагнитной волны. Волна распространяется так, что вектор напряженности электрического поля колеблется в плоскости, в которой расположен проводник.
Если параллельно излучателю расположить такой же проводник (антенну), то заряды в нем придут в колебательное движение и между кондуктора проскакивают слабые искры. Герц обнаружил электромагнитные волны на опыте и измерил их скорость, которая совпала с рассчитанной Максвеллом и равной с=3^.10⁸м/с.
Согласно теории Максвелла . Если волна распространяется в какой-либо среде, то - скорость электромагнитных волн (скорость света в различных средах различна). Величина , показывающая во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости света в данном веществе, называется *абсолютным показателем преломления.*