Внешняя характеристика и коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора

.

 

Цель работы: изучить конструкцию трансформатора, определить основные параметры трансформатора, его вешние характеристики.

Основные теоретические сведения.

 

Ввиду наличия активных сопротивлений и магнитных потоков рассеяния выходное напряжение зависит от тока нагрузки. Эта зависимость называется внешней характеристикой. Вид внешней характеристики зависит от характера нагрузки (активная, индуктивная или емкостная). По оси абсцисс откладывают обычно ток нагрузки в относительных единицах I₂ / I_2НОМ, а по оси ординат U₂ / U_2НОМ.

В случае активной нагрузки КПД имеет максимальное значение при

 

.

 

Задание к лабораторной работе.

16.2.1.Задание.

 

 

Снимите экспериментально внешнюю характеристику и зависимость КПД от тока трансформатора, нагруженного на активное сопротивление.

 

Порядок выполнения работы

 

· Соберите трансформатор с числом витков W₁ = 300, W₂ = 100, 300 или 900 по указанию преподавателя.

· Соберите цепь по схеме (рис. 16.1), включив в нее вместо измерительных приборов соответствующие гнезда коннектора.

 

RН

I1

I2

~U = 7 В

U1

U2

W1

W2

A1

А3

V1

V0

A

N

Рис. 16.1.

 

· Включите виртуальные приборы для измерения входных и выходных напряжений, токов и активных мощностей.

· Изменяя сопротивление нагрузки, как указано в табл. 16.1, сделайте измерения, рассчитайте I₂ / I_2НОМ, U₂ / U_2НОМ, КПД и постройте графики на рис. 16.2.

 

 

Таблица 16.1.

RH, Ом	U2,B	I2, мА	P1, мВт	P2, мВт	U2 / U2Х	I2 / I2Х	КПД
х.х.

 

Примечание: В табл. 7.5.1 указаны значения сопротивлений R_H для случая, когда W₁ = W₂ = 300 витков. При W₂ = 900 витков их надо увеличить, а при W₂ = 100 – уменьшить в 10 раз. Поскольку в наборе нет сопротивлений меньше 10 Ом, можно использовать в качестве активных сопротивлений катушки трансформато ров (без сердечника). Их сопротивления указаны в табл. 7.4.1.

 

 

Рис.16.2.

 

Контрольные вопросы.

1 Объясните устройство и принцип действия трансформатора.

2 Перечислите потери в трансформаторе и объясни­те их физическую природу.

3 Почему сердечник трансформатора собирают из тонких листов трансформаторной стали, изолиро­ванных друг от друга?

4 Что называется коэффициентом трансформации?

5 Какой режим работы трансформатора называет­ся холостым ходом?

6 Почему при любом изменении нагрузки трансфор­матора магнитный поток в его сердечнике оста­ется практически неизменным?

7 Какие методы измерения к.п.д. трансформатора вы знаете?

8 Каково устройство трехфазного трансформатора?

9 Как соединяются между собой обмотки трехфаз­ных трансформаторов?

10 Объясните устройство автотрансформатора.

11 Как включают трансформатор тока, и в каком ре­жиме он работает?

 

16.4. Указания по выполнению лабораторной работы №16.

 

1.Ознакомиться с порядком выполнения лабораторной работы №16, краткими теоретическими сведениями по данной теме. Подготовить в рабочей тетради «Лабораторно–практические работы по электротехнике» протокол испытаний.

 

2.Собрать электрическую цепь в соответствии с рис 16.1. В качестве измерительных приборов используйте виртуальные приборы с коннектором.

 

3.После проверки схемы преподавателем установить параметры для данной цепи U= 7В,согласно рис 16.1 Напряжение источника установите с помощью мультиметра.

 

4.Изменить сопротивление нагрузки, как указано в табл. 16.1, сделать измерения и рассчитать I₂ / I_2НОМ, U₂ / U_2НОМ, КПД.

 

5.Выбрать масштаб и построить график изменения КПД от I₂ / I_2НОМ и график зависимости U₂ / U_2НОМ от I₂ / I_2НОМ. на миллиметровочной бумаге форматом А4.

 

6.Составить полный отчет по работе, сформулировать выводы по работе.

 

7.Ознакомиться с контрольными вопросами для защиты лабораторной работы.

 

8. По окончанию работы, выключить ПК, рабочее место привести в порядок и сдать преподавателю, расписаться в журнале контроля ответственному по группе.

 

Лабораторная работа 17.

Трехфазная нагрузка, соединенная по схеме «звезда».

 

Цель работы: исследовать режимы работы симметричных и несимметричных потребителей электрической энергии в трехфазных электрических цепях;

определить основные сопротивления между фазными и линейными значениями токов и напряжений при симметричной нагрузке и включении потребителей «звездой».