· 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
КТР = 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.
КТР = 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
КТР = U1 / U2 = W1 / W2
При нагрузке имеет место ток I2 в нагрузочном резисторе RН, подключенном к выводам вторичной обмотки. Этот ток вызывает появление соответствующего тока в первичной обмотке
I1 = I2 / КТР
Через первичные напряжение и ток можно найти входное сопротивление трансформатора
R1 = U1 / I1.
Нагрузочное сопротивление можно определить как
R2 = RН = U2 / I2.
Взяв отношение сопротивлений, получаем
R1 / RН = (U1 / I1) / (U2 / I2) = КТР 2
Или
R1 = RН × КТР2.
Это означает, что сопротивление нагрузки RН преобразуется к первичной стороне трансформатора. В реальном трансформаторе, если учесть сопротивление обмоток, получается R1 несколько больше, чем RНКТР2.
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 RН. Определите входное сопротивление как R2КТР2 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 RН = 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 К2ТР R2 и сравните его со значениями, найденными как U1 / I1.
·
