![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы № 8.
1. Тема учебной программы: Трансформаторы.
2. Тема работы: Исследование работы однофазного силового трансформатора
3. Цель работы: Изучить экспериментальные способы определения параметров трансформатора. 4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, однофазный силовой трансформатор, реостат (нагрузка), электроизмерительные приборы и соединительные провода. 5. Теоретическая часть: Трансформатор - это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования напряжения переменного тока одного значения, в напряжение переменного тока другого значения, при неизменной частоте. Первые трансформаторы были изготовлены знаменитыми русскими электротехниками П. Н. Яблочковым и И.Ф. Усыгиным в 1876 г. Основной частью устройства трансформатора является магнитопровод с двумя независимыми между собой обмотками, которые имеют названия первичная и вторичная. Сердечник (магнитопровод)трансформатора для уменьшения в нем вихревых токов изготовляется из тонких листов (0, 35-0, 5 мм) с пециальной трансформаторной стали. Первичная обмотка имеет большое сечение и меньшее количество витков. Вторичная обмотка подключается к нагрузке.
Если разомкнуть цепь вторичной обмотки, а на первичную подать номинальное напряжение (U1ном), то такой режим работы называется холостым ходом трансформатора. В этом режиме в обеих обмотках наводится ЭДС: Е 1 = 4, 44∙ f∙ N1∙ Ф, Е 2= 4, 44∙ f∙ N2∙ Ф, где f- частота переменного тока в сети (Гц), Ф- магнитный поток(Вб), N- количество витков в обмотках. k = Е 1/ Е 2= N1/N2. Пренебрегая падением напряжения в обмотках, коэффициент трансформации трансформатора(k) определяют отношением напряжений на обмотках в режиме холостого хода: k=U1х/U2х. Если подать напряжение на первичную обмотку и подключить нагрузку к вторичной обмотке, то под воздействием ЭДС (Е 2) пойдёт ток через нагрузку (I2). Такой режим работы трансформатора называют рабочим (или работа трансформатора под нагрузкой). Если сопротивление нагрузки сравнимо с сопротивлением вторичной обмотки, то трансформатор войдёт в аварийный режим короткого замыкания. Этот режим может быть использован для определения потерь энергии в обмотках. Экспериментально этот режим можно достигнуть, если вторичную обмотку замкнуть накоротко, но обязательно при пониженном напряжении в первичной обмотке (примерно 10% U1ном). 6. Практическая часть: 6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен, ЛАТР установлен в положение «0 переменный ток». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепьпоказать преподавателю для проверки.Любые изменения в схеме производить после отключения питания. 6.2. Описание выполнения задания: Изучить измерительные приборы, записать их технические характеристики, определить предел измерения и цену деления приборов. 1. Установить переключатель ЛАТР в положение «0 переменный ток», «~0-250». Собрать электрическую цепь. Реостат является нагрузкой трансформатора. Ползунок реостата должен находиться в среднем положении. Показать собранную электрическую цепь преподавателю для проверки. Без разрешения преподавателя напряжение в цепь не подавать!
2. Отключить нагрузку, разомкнув цепь вторичной обмотки при помощи ключа. Исследовать режим холостого хода трансформатора. Включить питание лабораторного стола (нажать черную кнопку). Ручкой ЛАТР установить напряжение U1= 220В. Определить показания всех измерительных приборов и записать результаты измерений в таблицу. 3. Исследовать работу в номинальном режиме. Замкнуть цепь вторичной обмотки трансформатора при помощи ключа. При U1= 220В, передвигая ползунок реостата, установить номинальный ток I1 = 0, 6А. Показания всех измерительных приборов занести в таблицу. 4. Опыт работы трансформатора в режиме короткого замыкания проводить в присутствии преподавателя! Для исследования режима короткого замыкания установить напряжение ручкой ЛАТР U1к.з. = 20В. Включить нагрузку, замкнув цепь при помощи ключа. Перемещением ползунка реостата достичь его минимального сопротивления (Rнагр=0) и наибольшего тока в цепи. (Следить за показаниями амперметров!). Определить показания всех измерительных приборов, записать результаты измерений в таблицу. 5. По опытным данным работы трансформатора в номинальном режиме и режиме холостого хода построить внешнюю характеристику трансформатора.
Указания к построению внешней характеристики трансформатора: Сначала определите изменения вторичного напряжения трансформатора по формуле:
Примерный вид внешней характеристики трансформатора.
Таблица 1
6. По результатам опытов выполнить необходимые вычисления Расчётные формулы:
Рм – (потери в меди), потери мощности в обмотках трансформатора.
Рст - (потери в стали), потери мощности в магнитопроводе трансформатора.
η - коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора при номинальной нагрузке:
6.3. Требования к оформлению отчета: Лабораторная работа выполняется в тетради для лабораторных работ или на листах формата А4. Схемы электрических цепей вычерчиваются в соответствии с ГОСТами. 1). Перечертить в схему электрической цепи и таблицу. 2). Рассчитать, и записать значение всех величин, указанных в таблице. 3). П остроитьграфики внешней характеристики трансформатора, т.е. зависимости U2=ƒ (I2). 4). Проанализировать результаты измерений и вычислений и сделать выводы. 5). Ответить на контрольные вопросы.
6.4. Контрольные вопросы: 1). Какое назначение трансформаторов? 2). Какое физическое явление положено в основу работы трансформатора? 3). Что называют коэффициентом трансформации? 4). Как рассчитать потери энергии (мощности) в обмотках трансформатора? 5). Можно ли с помощью трансформатора увеличить напряжение в цепях постоянного тока? 6) От чего зависит значение КПД трансформатора?
6.5. Используемая литература: 1) «Общая электротехника с основами электроники». И.А. Данилов, П.М. Иванов М. «Высшая школа», 2000г. 2) «Общая электротехника с основами электроники» В.С. Попов, С.А. Николаев М. 1980 3) «Основы электротехники и электроснабжение». Э. Свириденко, Ф. Китунович, «Техноперспектива», Минск, 2008
Отчет о выполнении задания:
|