Изучение работы трансформатора

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №12

Изучение работы трансформатора

Выполнил: студент группы ТТ-12 ______________ Иванов ИИ

Проверил: профессор ______________ Мартынов В.Л

Санкт-Петербург

Цель работы: исследовать электромагнитную индукцию и магнитный поток при помощи трансформатора, определить коэффициент трансформации, передаваемой мощности (без учета потерь), коэффициент полезного действия (КПД).

Краткое теоретическое обоснование:

Трансформатор – устройство, применяемое для понижения или повышения напряжения переменного тока.

Работа трансформатора основана на явлении взаимной индукции. Переменный ток I₁ создает в первичной обмотке (число витков N₁) переменное магнитное поле, являющееся причиной взаимной индукции во вторичной обмотке (число витков N₂).

Коэффициент трансформации – отношение , показывающее, во сколько раз ЭДС во вторичной обмотке трансформатора больше (или меньше), чем в первичной (k>1 – повышающий трансформатор, k<1 – понижающий трансформатор).

Трансформаторы для преобразования переменных токов больших мощностей обладают высокими КПД, достигающими 98 - 99,5 %. Снижение КПД трансформатора обусловлено потерями энергии на нагревание проводов его обмоток и стального сердечника.

Потери в трансформаторе главным образом связаны с омическим сопротивлением катушек, намагничиванием и гистерезисными потерями в железном сердечнике, и потерь, возникающих из-за полей рассеяния, потому что полный первичный магнитный поток не проходит целиком через катушку вторичной обмотки, и наоборот. Реактивные и омические сопротивления первичных и вторичных цепей из-за этого изменяются.

Закон Фарадея (закон электромагнитной индукции).

ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром:

где Ф – магнитный поток.

Этот закон является универсальным: ЭДС не зависит от способа изменения магнитного потока.

1 Вб (вебер) – магнитный поток, проходящий через плоскую поверхность площадью 1 м², расположенную перпендикулярно однородному магнитному полю, индукция которого равна 1 Тл.

Схема установки:

Два мультиметра используются в качестве амперметров для измерения тока в первичной и вторичной обмотках трансформатора, а третий - как вольтметр для поочередного измерения напряжения в первичной и вторичной цепях трансформатора с помощью двухполюсного перекидного рубильника. Железное ярмо может быть открыто, только когда выключено электропитание, иначе будут протекать недопустимо большие токи. Нагружая трансформатор реостатом, следует следить за тем, чтобы не была превышена максимально допустимая нагрузка 6,2 А в течение 8 минут. Блок питания не заземлен, поэтому фазовые соотношения между током и напряжением можно, если имеется возможность, наблюдать с помощью двухканального осциллографа.

Расчетные формулы:

- коэффициент трансформации