Сила тока в первичной обмотке трансформатора 1, 10 А, напряжение на её концах U, 110 В. Определите силу тока во вторичной обмотке, если напряжение на её концах U₂ = 1000 В.

Цель: понять решение задачи по физике для 11 класса. Рассматриваем идеальный трансформатор (питаемая обмотка, без потерь).

Дано:

• Первичная напряжение V1 = 110 В
• Сила тока в первичной обмотке I1 = 10 А
• Вторичная напряжение V2 = 1000 В

Не требуется параметрические данные о сопротивлениях и т. д.; используем закон сохранения мощности для идеального трансформатора: P1 = P2.

Шаг 1. Запишем закон сохранения мощности P1 = V1 · I1 = V2 · I2 = P2

Шаг 2. Вычислим мощность первичной цепи P1 = 110 В × 10 А = 1100 Ватт

Шаг 3. Найдём ток во вторичной обмотке I2 = P1 / V2 = 1100 Вт / 1000 В = 1.1 А

Дополнительная проверка:

• Коэффициент преобразования напряжений a = V2 / V1 = 1000 / 110 ≈ 9.09
• Для идеального трансформатора I2 = I1 / a ≈ 10 / 9.09 ≈ 1.1 А, что согласуется с предыдущим результатом.
• Мощности совпадают: P2 = V2 · I2 = 1000 В × 1.1 А = 1100 Вт.

Ответ: сила тока во вторичной обмотке I2 = 1.1 А.

Комментарий:

• Результат следует из предположения об идеальном трансформаторе (потери пренебрежимо малы).
• Поскольку V2 > V1, трансформатор выполняет роль ступенчатого повышения напряжения, а ток во вторичной обмотке уменьшается пропорционально напряжению (при условии сохранения мощности).