Краткие теоретические сведения

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

Kтр =U₁/U₂ = W₁/W₂.

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

I₁ = I₂ / K_тр

Через первичные напряжение и ток можно найти входное сопротивление транс­форматора

R_bx=U₁/I₁.

Нагрузочное сопротивление можно определить как

R_H = U₂ /I₂. Взяв отношение сопротивлений, получаем

R_bx / R_h = (U₁ / I₁) / (U₂ /I₂) = (Ktp)²

или

R_bx = R_h ×  (Ktp)²

 

Это означает, что сопротивление нагрузки R_H преобразуется к первичной стороне трансформатора. В реальном трансформаторе, если учесть сопротивление обмоток, по­лучается R_bx несколько больше, чем R_h× (Ktp)².

Порядок проведения работы

Задание

Определите величины сопротивлений R_bx и R_h, измеряя токи и напряжения на первичной и вторичной сторонах трансформатора при различных соотношениях чисел витков обмоток и значениях сопротивления нагрузки R_h. Определите входное сопротивление как R_h× (Ktp)² и сравните его с R_bx

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. 24.1, и установите синусои­дальное напряжение U₁ = 6 В, f = 1 кГц (при R_h = 10 Ом).

Рис.24.1

• Измерьте токи и напряжения при числах витков обмоток и сопротивлениях нагруз­ки согласно таблице 24.1.

• Вычислите сопротивления R_bx и R_h по формуле R = U /I.

• Затем вычислите входное сопротивление по формуле R_h× (Ktp)² и сравните его со зна­чениями, найденными как U ₁ /I₁.

Таблица 24.1

W1	W2	Ктр	Rh, Ом	U1, В	U2, В	I1, мА	I2, мА	Rвх, Ом	Rh, Ом	Rh× (Ktp)2
300	100	3	10
300	300	1	100
300	900	0,33	1000

Контрольные вопросы

1. Как определить входное сопротивление трансформатора?

2. Почему в реальном трансформаторе входное сопротивление больше,

чем R_h× (Ktp)²?

3. Как вычислить сопротивление нагрузки трансформатора?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 25

Внешняя характеристика и коэффициент полезного действия (КПД)

трансформатора

Цель работы: 1. Построить внешнюю характеристику трансформатора.

                      2. Определить КПД трансформатора при различной

                       нагрузке

В результате выполнения лабораторной работы студент должен:

      знать: -устройство и принцип действия трансформатора

уметь:   - производить измерения тока и напряжения при помощи мульти -

              метра;

         -производить измерения активной мощности при помощи ватт- 

              метра

             - строить графики по результатам измерений и расчётов      

Оборудование: лабораторный стенд.