Лабораторная работа №30

Щеглов Д.С. 206 группа.

Тема: «Трансформатор»

Цель работы: Оценка качества магнитопровода трансформатора, исследования режимов холостого хода, и короткого замыкания.

Схемы:

1) Число витков N1 и N2 = 150\150, трансформатор 2х стержневой.

2) Число витков 150\150, трансформатор 1 стержневой.

3) Схема №1 число витков 300\150

4) Схема №1 число витков 150\300

5) Схема №1 число витков 300\300

6) Схема короткого замыкания:

7) Схема с омической нагрузкой:

8) Схема импеданса:

Обозначения U1, U2, I1, I2 Напряжения и силы тока, на соответственно первичной и вторичной обмотках.

N1, N2 – число витков на первичной и вторичной обмотках

R – сопротивление реостата

Формулы: U2\U1 = n = I1\I2 где n коэффициент трансформации

Процедура проведения работы: Строим схемы 1-5 с соответствующим для каждого пункта выбором числа витков первичной и вторичной обмоток и выбор соответственно одностержневого или двустержневого трансформатора.

Измеряем значение напряжения на каждой из обмоток, записываем в таблицу А:

А:

U(i) (i не равно 1) – напряжение на вторичной обмотке.

Собираем схему для короткого замыкания под номером 6.

Схему собираем 3 раза, в 1 случае число витков 150\150 двустержневой трансформатор, во втором случае 150\150 одностержневой трансформатор, в 3 случае двустержневой трансформатор с числом витков 300\150. Данные записываем в таблицу Б:

Б:

I1- ток в первичной обмотке, его мы изменяем с шагом в 0.1 от 0 А до 1 А. Обозначение (1ster) показывает нам, что трансформатор одностержневой, обозначение (2к1) показывает нам, что данные собраны для числа витков 300\150.

Собираем схему 7. В схеме присутствует омовая нагрузка(реостат). Устанавливаем напряжение первичной обмотки равным 4В(Следим за тем, чтобы напряжение не изменялось по ходу эксперимента). Изменяем напряжение вторичной обмотки от 0 В до 4 В с шагом 0.2-0.4 В. Для каждого полученного значения напряжения записываем силы тока I2 во вторичной обмотке.

Затем, используем схему 7, однако трансформатор с двустержневого заменяем на одностержневой. Получаем таблицу В:

В:

Первые 2 колонки для двустержневого трансформатора, вторые 2 колонки, для одностержневого трансформатора.

Собираем схему 8. Изменяем напряжение на источнике от 0В до 20 В с шагом в 2 вольта, измеряем силу тока на первичной обмотке. Получаем таблицу Д:

Д:

Левый столбик - значения силы тока полученные в мА. Правый столбик- значения напряжения.

Как видно из диаграммы графики напряжения почти идентичны в случае, когда число витков вторичной и первичной обмотки совпадает. Из графика так же видно, что изменение напряжения пропорционально отношению числа витков на каждой из катушек.

Данный график показывает нам, что изменение силы тока зависит от отношения числа витков на обмотке. Согласно формуле i1\I2 = n построены графики теоретических значений. На графике они обозначены (I1\I2 n). Как видно экспериментальные данные полностью совпадают с теоретическими.

Как видно после аппроксимации точек график зависимости линеен.

Из графика видно, что максимум выходной мощности 2 стержневого 2, 7 Вт, максимальная мощность одностержневого трансформатора 3, 3 Вт.

Максимум мощности достигается при сопротивлении 1.2 Ом 2.7 Вт(для 2 стержневого)

Максимум мощности для 1 стержневого трансформатора достигается при сопротивлении

1, 47 Ом. Значение мощности равно 3.3. Вт.

Данный график показывает нам зависимость индуктивности на 1 обмотке трансформатора от силы тока в ней. Как видно из графика максимум индуктивности достигается при силе тока равной 50 мА.

Вывод: В данной лабораторной работе мы, познакомились с принципом работы трансформатора, исследовали режимы холостого хода и короткого замыкания для различного числа витков на обмотках трансформатора, а так же для различного количества сердечников. Проверили влияние омической нагрузки на трансформатор. Выяснили, что максимум выделяемой мощности на 2 обмотке трансформатора попадает на значения омической нагрузки 1-1.5 Ом. Исследовали импеданс трансформатора. Определили, что максимальной индуктивности 1 обмотка достигает при силе тока ~ 50 мА.