Холостым ходом (х.х.) называется режим работы трансформатора, когда его первичная обмотка присоединена к сети переменного тока, а вторичная - разомкнута.
Короткое замыкание трансформатора
Под опытом короткого замыкания трансформатора понимается такой режим, при котором его вторичная обмотка при испытании замкнута накоротко, а первичной обмотке подведено пониженное напряжение 
. Параметры схемы замещения трансформатора определяют по данным опытов холостого хода и короткого замыкания.
При опыте холостого хода к первичной обмотке подводят напряжение U1X= Uhom, измеряют P1X, I1X и U1X- (Вместо P1X можно измерить ф1X - угол сдвига фаз между входными напряжением и током).
Опыт короткого замыкания проводят при пониженном напряжении U1K, при котором токи обмоток достигают номинальных значений I1K = I1HOM, I2K ≈ IHOM Измеряют P1K (либо (φ1K), I1K,U1K, I2K.
Векторная диаграмма для схемы замещения строится исходя из уравнений, составленных по первому и второму законам Кирхгофа:
Можно предложить следующую последовательность при построении (рис. 8).
В произвольно выбранном направлении строим вектор напряжения на нагрузке U'2 = KTPUH и под углом φ к нему вектор тока нагрузки I'2 -IH / КTP (рис. 11.2). На рисунке принято φH >0. Из конца вектора U'2 строим векторы R'2 1'2 (параллельно I'2) и X'S2I'2 (перпендикулярно I'2). Полученная сумма равна напряжению U0. Вектор магнитного потока Ф отстает от него на 90°.
Далее под углом φ1X к вектору U0 строим вектор I0≈ I1Xи находим вектор тока I1 как сумму I '2 и I.0
Затем от конца вектора U0 откладываем падения напряжений R1I1(параллельно I1) и XS1I1 (перпендикулярно I1) и находим U1 как сумму этих трех векторов
Экспериментальная часть
Задание
Проделайте опыты холостого хода и короткого замыкания, определите параметры Т-образной схемы замещения, сделайте измерения первичных и вторичных величин при заданной нагрузке и постройте векторную диаграмму
Порядок выполнения работы
• Соберите трансформатор с числом витков w1= 300. Номинальные параметры этого трансформатора при частоте 50 Гц приведены в табл. 11.1
Таблица 11.1
| w | UH B | IH,мА | R, Ом | SH,BA |
| 4,8 | 1,4 |
• Соберите цепь по схеме (рис. 11.3), где сопротивление RДОБ служит для
ограничения тока в опыте короткого замыкания и в первом опыте нужно вставить
вместо него перемычку.
 |
Проделайте опыт короткого замыкания. Для этого вставьте добавочное сопротивление RДОБ = 22 Ом и перемычку между выходными зажимами. Подберите более точно Rдоб так, чтобы ток I1 был примерно (с точностью ±5%)равен номинальному току (200 мА) обмотки 300 витков.Дляэтогоможноиспользоватьпараллельноеилипоследовательноесоединениесопротивлений,имеющихся в наборе. Запишите результаты измерений.
• Замените Rдоб снова на перемычку и подберите сопротивлениеRH так, чтобы токи были близкими к номинальным (с точностью ±20%). Сделайте измерения и запишите результаты в таблицу
Таблица 11.2
| U1, В | U2 B | I1, mА | I2, mА | Р1 Вт | Р2, Вт | |
 Опыт х.х.
| ||||||
| Опыт к.з. | 
| |||||
| Нагрузочный режим |
Сделайте расчет параметров Т-образной схемы замещения трансформатора и запишите результаты в табл. 11.3.
Таблица 11.3
 |
•
Сделайте необходимые расчеты и постройте на рис.11.3 векторную диаграмму в нагрузочном режиме. Сравните величину напряжения U1, полученную построением с измеренным значением
 |
Контрольные вопросы:
1. Назначение трансформатора
2.Устройство трансформатора
3.Объяснить принцип работы трансформатора
4. Как определить коэффициент трансформации
5. Какую роль в трансформаторе выполняет сердечник?
6. Будет ли работать трансформатор в цепи постоянного тока?
7. Чем отличаются режимы короткого замыкания и холостого хода трансформатора?
Список рекомендуемой литературы
1. Герасимов В.Г., Кузнецов Э.В., Николаева О.В. и др. Электротехника и электроника. В 3 кн: Учебник для студентов неэлектротехнических специальностей вузов. Кн. 1. Электрические и магнитные цепи. М.: Энергоатомиздат, 1996.
2. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н. Электротехника: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов. М.: Энергоатомиздат, 1990.
3. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Матерников В.Е. Электротехника: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1990.
4. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника: Учебное пособие для неэлектротехнических специальностей вузов.6-е, перераб..- М: Высшая школа,1999.
5.Жаворонков М.А., Электротехника и электроника: Учебное пособие для техн. отд-ний гуманит.вузов и вузов неэлектротехн. профиля/М.А.Жаворонков, А.В.Кузьмин. – М.:Academia,2005.
Лабораторные работы по электротехнике для неэлектротехнических специальностей.
Составители: Федоров К.А.,
Былкова Н.В.,
Мангадаев А.М.,
Сультимова В.Д.
Подписано в печать 8.10.2007 г. Формат 60х84 1/16
Усл.п. л. 4,65 Тираж 150 экз. Заказ № 198
Издательство ВСГТУ.
670013. г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40, в.
© ВСГТУ, 2007 г.
