Рекомендации по технике безопасности.

Лабораторная работа №7.

Изучение однофазного трансформатора.

Цель работы:

1) ознакомление с устройством и принципом действия однофазного трансформатора;

2) определение КПД трансформатора и коэффициента трансформации;

3) построение векторной диаграммы холостого хода.

Устройство, принцип работы трансформатора изучить по литературе /1-2/.

Выполнение работы.

Рекомендации по технике безопасности.

При проведении данной лабораторной работы необходимо соблюдать осторожность, так как питание лабораторной установки производится от сети с напряжением 220 В. Сборка цепи, все переключения в ней производятся только при отключенном источнике питания.

Упражнение 1. Изучить конструкцию данного трансформатора.

Упражнение 2. Опыт холостого хода.

Собрать электрическую цепь по схеме на рис. 1.

1) Установить автотрансформатором на входе цепи напряжение 90 В. Показания приборов записать в таблицу 1.

Таблица 1.

2) Снять показания приборов при напряжении на входе цепи 100 В, 110 В.

3) По полученным данным вычислить коэффициент мощности:

,

коэффициент трансформации:

.

и его среднее арифметическое значение.

4) Определите потери мощности в стали P₁₀

Упражнение 3.Опыт рабочего хода.

1) При разомкнутом ключе К установить напряжение на входе цепи U₁ = 110 В. Показания приборов записать в таблицу.

2) Замкнуть ключ К и изменяя реостатом ток I₂ во вторичной цепи от 2 до 6 А с интервалом 0,5 А, записать показания приборов при каждом значении тока в таблицу.

Таблица 2.

По полученным данным вычислить

, ,

h - коэффициент полезного действия

Результаты записать в таблицу 2.

Упражнение 4.Опыт короткого замыкания.

1) Выключить реостат из вторичной цепи трансформатора и включить накоротко.

2) Перед включением установки установить автотрансформатор на U₂ = 0 (крайнее левое положение). Замкнуть ключ К, плавно вращая ручку автотрансформатора, установить ток во вторичной цепи I₂ = 10 A, что соответствует току короткого замыкания для данного трансформатора. Показания приборов записать в таблицу 3.

Таблица 3.

По полученным данным вычислить:

1) активное эквивалентное сопротивление обмоток трансформатора

.

2) , где U₂ и I₂ берутся из опыта рабочего режима, P_1К – потери в меди (в обмотках), измерены в опыте короткого замыкания, P₁₀ – потери в стали (в сердечнике), измерены в опыте холостого хода при U₁₀ = 110 В.

3) . Результаты вычислений записать в таблицу 4.

Таблица 4.

№ оп.

Построить:

1) векторную диаграмму холостого хода трансформатора, угол сдвига фаз между током I₁₀ и магнитным потоком f₀ выбрать равным 10º (эдс рассеяния пренебречь);

2) графики:

; ; ; ; .

Контрольные вопросы.

1. Расскажите об устройстве и принципе действия однофазного идеального трансформатора.

2. Что называется холостым ходом трансформатора? Холостой ход реального трансформатора.

3. Постройте векторную диаграмму реального трансформатора.

4. Что называется рабочим режимом трансформатора?

5. Постройте векторную диаграмму трансформатора в рабочем режиме.

6. Что называется режимом короткого замыкания трансформатора?

7. Какие значения I, U, P называются номинальными?

8. Какие методы измерения КПД трансформатора вы знаете?

9. Расскажите об устройстве и принципе действия автотрансформатора.

10. Изменится ли результирующий магнитный поток в железном сердечнике трансформатора с изменением его нагрузки?

11. Изменится ли потеря мощности в железном сердечнике трансформатора с изменением его нагрузки при постоянном напряжении на первичной обмотке?

12. Почему понижается напряжение U₂ на зажимах вторичной обмотки трансформатора с увеличением тока нагрузки I₂?

13. Какая и на что тратится потребляемая мощность трансформатором в опыте короткого замыкания?

14. Почему и за счет чего убывает КПД трансформатора при нагрузке выше номинального значения?

15. Что такое эквивалентное сопротивление трансформатора?

16. Почему изменяется сила тока в первичной обмотке с изменением тока во вторичной обмотке?

17. На что тратится потребляемая трансформатором мощность в опыте холостого хода?

Литература.

1. Курс лекций.
2. Евсюков А.А. Электротехника М, Просвещение, 1979.