Закон электромагнитной индукции

При изменении магнитного потока в катушке, имеющей N одинаковых витков провода, общая ЭДС индукции больше в N раз ЭДС одного витка. ЭДС, возникающая в первичной обмотке (ЭДС самоиндукции):

,

а ЭДС во вторичной обмотке

,

где N ₁ и N ₂ - число витков в первичной и во вторичной обмотках,

Ф - магнитный поток в сердечнике, [Вб].

Закон Ома для участка цепи

Применяем к обмоткам трансформатора закон Ома для участка с ЭДС, находим напряжение на входе и выходе трансформатора:

R – сопротивление первичной или вторичной обмоток [Ом],

I – сила тока в них, [А]

U – напряжение в обмотках, [В].

Соотношение для коэффициента трансформации:

=К, где К – коэффициент трансформации.

 

1. Теоретически ожидаемые результаты:

Отношение количества витков первой катушки трансформатора к количеству витков второй катушки должно быть равно отношению первичного напряжения ко вторичному и равняться коэффициенту трансформации. =К

Мощность тока в первичной и вторичной цепях, если пренебречь потерями, одинакова. Увеличение напряжения на выходе повышающего трансформатора в К раз сопровождается уменьшением силы тока во вторичной катушке в К раз:

III. Схема установки:

 

 

 

IV. Расчетные формулы:

 

V.Формулы погрешностей:

 

VI. Таблицы

Результаты измерений первичного и вторичного напряжения и вычисления коэффициента трансформации

Таблица 1.

Параметр	U бл.п.	U1	U2	k
Ед. измерения	В	В	В
		2,06	1,15	1,79
		4,15	2,38	1,74
		6,23	3,60	1,73
		8,35	4,84	1,72
		10,45	6,08	1,72

 

Результаты измерений первичных и вторичных напряжений и сил тока, вычисления передаваемой мощности (без учета потерь)

Таблица 2.

Параметр	U бл.п.	U1	I1	U2	I2	P
Ед. измерения	В	В	А	В	А	Вт
		2,03	0,17	1,07	0,20	0,214
		4,07	0,35	2,19	0,44	0,964
		6,11	0,52	3,32	0,67	2,224
		8,19	0,70	4,47	0,92	4,112
		10,26	0,88	5,62	1,16	6,519

При R=5 Ом

 

Результаты измерений первичных и вторичных напряжений и сил тока, вычисления КПД

Таблица 3.

Параметр	U бл.п.	U1	I1	U2	I2	КПД
Ед. измерения	В	В	А	В	А	%
		2,04	0,11	1,12	0,09	44,9
		4,14	0,21	2,30	0,20	52,9
		6,20	0,32	3,49	0,31	54,5
		8,28	0,43	4,69	0,43	56,6
		10,23	0,52	5,82	0,54	59,1

При R=10 Ом

 

VII. Пример вычисления

 

1. Исходные данные:

 

1. Вычисления:

 

1. Окончательный результат:

Расчёт погрешностей:

К_т= = 1,67

К_ср= = 1,74

VIII. Вывод

 

Отклонение подсчитанного коэффициента трансформации k составляет не более 5% от отношения количества витков первой катушки трансформатора к количеству витков второй катушки, следовательно, методика такого подсчета приемлема для изучения данного явления. С учётом погрешности