Порядок выполнения эксперимента

· Соберите первичную (300 витков) и вторичную (100 витков) обмотки на разъемном сердечнике, как показано на рис. 7.2.1.

Рис. 7.2.1.

 

· Подключите источник питания к выводам первичной обмотки согласно рис. 7.2.3 и установите синусоидальное напряжение U₁ = 6 В, f = 1 кГц.

Рис. 7.2.3.

 

· Измерьте вторичные напряжения U₂ на выводах вторичных обмоток с числами витков 100, 300 и 900 при холостом ходе. Занесите результаты в таблицу 7.2.1.

 

Таблица 7.2.1

W1	W2	U1, В	U2, В	КТР
300	100	6
300	300	6
300	900	6

 

· Вычислите значения коэффициента трансформации по формуле

 

                                                К_ТР = U₁ / U₂

·

Проделайте опыт короткого замыкания, измерив первичные и вторичные токи при числах витков вторичной обмотки 100, 300 и 900, как показано на рис. 7.2.4 и занесите результаты измерений в таблицу 7.2.2. Ток I₁ следует поддерживать неизменным, равным 50 мА.

Рис. 7.2.4.

 

К_ТР = I₂ / I₁

Таблица 7.2.2

W1	W2	I1, мА	I2, мА	КТР
300	100
300	300
300	900

Преобразование сопротивлений с помощью трансформатора

Общие сведения

Когда трансформатор ненагружен (холостой ход), отношение первичного напряжения к вторичному приблизительно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток. Коэффициент трансформации

 

К_ТР = U₁ / U₂ = W₁ / W₂

При нагрузке имеет место ток I₂ в нагрузочном резисторе R_Н, подключенном к выводам вторичной обмотки. Этот ток вызывает появление соответствующего тока в первичной обмотке

 

I₁ = I₂ / К_ТР

Через первичные напряжение и ток можно найти входное сопротивление трансформатора

 

R₁ = U₁ / I₁.

 

Нагрузочное сопротивление можно определить как

R₂ = R_Н = U₂ / I₂.

 

Взяв отношение сопротивлений, получаем

 

R₁ / R_Н = (U₁ / I₁) / (U₂ / I₂) = К_ТР ²

 

Или

R₁ = R_Н × К_ТР².

Это означает, что сопротивление нагрузки R_Н преобразуется к первичной стороне трансформатора. В реальном трансформаторе, если учесть сопротивление обмоток, получается R₁ несколько больше, чем R_НК_ТР².

Экспериментальная часть

Задание

Определите величины сопротивлений R₁ и R₂, измеряя токи и напряжения на первичной и вторичной сторонах трансформатора при различных соотношениях чисел витков обмоток и значениях сопротивления нагрузки R_Н. Определите входное сопротивление как R₂К_ТР² и сравните его с R₁.

 

Порядок выполнения эксперимента

· Соберите трансформатор на разъемном сердечнике с катушками, имеющими числа витков W₁ = 300 и W₂ = 100.

 

·

Подключите источник питания, как показано на рис. 7.3, и установите синусоидальное напряжение U₁ = 6 В, f = 1 кГц (при R_Н = 10 Ом).

 

Рис. 7. 3.

 

· Измерьте токи и напряжения при числах витков обмоток и сопротивлениях нагрузки согласно таблице 7.3.

 

Таблица 7.3

W1	W2	КТР	RН, Ом	U1, В	U2, В	I1, мА	I2, мА	R1, Ом	R2, Ом	К2ТРR2
300	100	3	10
300	300	1	100
300	900	0,33	1000

 

· Вычислите сопротивления R₁ и R₂ по формуле R = U / I.

· Затем вычислите входное сопротивление по формуле К²_ТР R₂ и сравните его со значениями, найденными как U₁ / I₁.

·