Перед включением схемы (рисунок 4.1) необходимо установить минимальное напряжение при помощи автотрансформатора TV1. Переключатель SA1 должен быть разомкнут, а SA2 - замкнут. Для 5…8 значений тока первичной обмотки, изменяемого в пределах 0…1,25· I1, в таблицу 4.2 записываются показания соответствующих приборов. Ток изменять с помощью автотрансформатора PV1.
Таблица 4.2 Результаты опыта КЗ
| № | IК =I1, A | UК = U1, B | PК , Вт | I2, A | U2, B |
| … |
По данным таблицы 4.2 строятся характеристики короткого замыкания трансформатора:
UК = f(IК), ∆ PОБМ =PК =f(IК).
По результатам опыта короткого замыкания для I1К = I1Н определяются параметры схемы замещения R1, R2’, Xσ1, Xσ2’, номинальная мощность потерь в обмотках трансформатора ∆PОБМ.Н и номинальное напряжение короткого замыкания UК.Н.
Значение номинальной мощности потерь в обмотках ∆ PОБМ.Н (или PК.Н), определяется из характеристики ∆ PОБМ = f(IК) по значению номинального тока первичной обмотки, учитывая, что потери в обмотках зависят от тока и пропорциональны его квадрату:
∆ PОБМ ~ I12.
Значение номинального напряжения короткого замыкания UК.Н, определяется аналогично из характеристики UК = f(IК) по значению номинального тока первичной обмотки, считая, что напряжение короткого замыкания UК.Н пропорционально току в обмотках:
UК ~ I1.
Активные сопротивления R1, R2’ и индуктивные сопротивления рассеяния Xσ1, Xσ2’ обмоток трансформатора определяются по формулам (4.6).
(4.6)
Для упрощения расчетов сопротивлений можно принять, что: 
.
Так как обмотки имеют активные и реактивные сопротивления, то напряжения короткого замыкания имеет соответствующие им активную и реактивную составляющие:
(4.7)
4.3 Экспериментальное и расчётное построение характеристик
Трансформатора
Для исследования трансформатора под нагрузкой переключатель SA1 замыкается, а SA2 должен быть разомкнут (рисунке 4.1).
Измеряя вольтметром PV1, установить автотрансформатором TV1 напряжение, равным U1H. Изменять ток вторичной обмотки в пределах 0…1,25· I2 с помощью нагрузочного реостата RНАГР. Напряжение первичной обмотки поддерживать постоянным U1 =U1H = const. Для 5…8 значений тока записать показания соответствующих приборов в таблицу 4.3.
Коэффициент мощности нагрузки в работе принимается равным единице cosφ2 = 1, так как в качестве нагрузки применяется реостат, который имеет чисто активное сопротивление.
Выходную мощность трансформатора определяют по формуле:
(4.9)
Таблица 4.3 Результаты исследования трансформатора под нагрузкой
| № | Экспериментальные | Расчетные | |||||||
| U1, B | I1, A | P1, Вт | U2, В | I2, A | P2, Вт | 
| η, % | cosφ1 | |
| 1 | |||||||||
| 2 | |||||||||
| … |
Коэффициент загруженности трансформатора: 
(4.10)
Коэффициент полезного действия трансформатора:
(4.11)
Коэффициент мощности cosφ1 трансформатора определяется по формуле аналогичной (4.1) и (4.6).
По результатам опыта с нагрузкой строятся внешняя характеристика трансформатора U2 = f (I2) и другие зависимости: η = f(I2), cosφ1 = f(I2).
Для значений коэффициента загруженности из таблицы 4.3 по результатам опытов ХХ и КЗ по формулам (4.12) и (4.13) рассчитываются напряжение на выводах вторичной обмотки U2 и КПД трансформатора η. Результаты заносятся в таблицу 4.4.
(4.12)
(4.13)
где S2H - номинальная мощность трансформатора, определяемая по его паспортным данным;
Ua,Uр, ΔPCT.Н, ΔPОБM.H - величины, определяемые в опытах холостого хода и короткого замыкания трансформатора.
Промежуточные и итоговые результаты расчетов по формулам (4.12) и (4.13) заносятся в таблицу 4.4.
Таблица 4.4 Расчет параметров по результатам опытов ХХ и КЗ
| № |
| P2 , Вт | ΔPОБM, Вт | U2, В | η,% |
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| … |
По данным таблицы 4.4 так же строятся зависимости U2 = f (I2) и η = f(I2) совместно с характеристиками из таблицы 4.3.
Сравнить характеристики, полученные разными методами и определить возможные причины различия, если они есть.
Содержание отчета
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
5.1 Тема, цель работы.
5.2 Основные теоретические сведения.
5.3 Расчёты и результаты измерений: таблицы, заполненные экспериментальными и рассчитанными данными; графики зависимостей; схема замещения с рассчитанными параметрами.
5.4 Ответы на контрольные вопросы.
5.5 Выводы по работе.
Контрольные вопросы
6.1 Как зависит КПД трансформатора от его загруженности?
6.2 Как изменяются потери в стали и потери в обмотках трансформатора при изменении тока нагрузки?
6.3 В каких целях проводятся опыты ХХ и КЗ?
6.4 Почему при холостом ходе не учитываются потери в обмотках, а при коротком замыкании - в магнитопроводе трансформатора?
6.5 Почему при изменении тока нагрузки изменяется и напряжение на выводах вторичной обмотки трансформатора.
Лабораторная работа № 2
