Изучение устройства и работы трансформатора

Лабораторная работа №14.

Цель: изучение устройства трансформатора и измерение его коэффициента трансформации.

Теория.Трансформатор образует переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения при неизменной частоте. Он состоит из замкнутого сердечника, изготовленного из специальной листовой трансформаторной стали, на которой располагаются две катушки (их называют обмотками) с разным числом витков из медной проволоки. Одна из обмоток, называемая первичной, подключается к источнику переменного напряжения. Устройства, потребляющие электроэнергию, подключаются к вторичной обмотке, их может быть несколько.

Если первичную обмотку подключить к источнику переменного напряжения, а вторичную оставить разомкнутой (это режим работы называют холостым ходом трансформатора), то в первичной обмотке появится слабый ток, создающий в сердечнике переменный магнитный поток. Этот поток наводит в каждом витке обмотки равную ЭДС, поэтому ЭДС индукции во всей обмотке прямо пропорциональна числу витков в этой обмотке, т.е.


Изучение устройства и работы трансформатора - student2.ru

При разомкнутой вторичной обмотке напряжение на ее зажимах U2 будет равно наводимой в ней ЭДС E2. В первичной обмотке ЭДС E1 по числовому значению мало отличается от подводимого к этой обмотке напряжения U1, практически их можно считать равными, поэтому


Изучение устройства и работы трансформатора - student2.ru

где K- коэффициент трансформации. Если вторичных обмоток несколько, то коэффициент трансформации для каждой из них рассчитывается аналогично.

Изучение устройства и работы трансформатора - student2.ru

Если во вторичную цепь трансформатора включить нагрузку, то во вторичной обмотке возникает ток. Этот ток создает магнитный поток, который, согласно правилу Ленца, должен уменьшить изменение магнитного потока в сердечнике, что, в свою очередь, приведет к уменьшению ЭДС индукции в первичной обмотке. Но эта ЭДС равна напряжению, приложенному к первичной обмотке, поэтому ток в первичной обмотке должен возрасти, восстанавливая начальное изменение магнитного потока. При этом увеличивается мощность, потребляемая трансформатором от сети.

При выполнении работы следует изучить устройство трансформатора, включить его в сеть переменного тока. В режиме холостого хода измерить напряжение на обмотках и вычислить коэффициент трансформации, а при работе трансформатора «под нагрузкой» установить связь между токами и напряжениями в обмотках.

Для выполнения работы применяется лабораторный разборный трансформатор, рассчитанный на включение в сеть переменного напряжения. Трансформатор состоит из двух катушек и сердечника. Сердечник состоит из двух половин, которые вставляют в катушки и с помощью скобы закрепляют на основании.

Оборудование: трансформатор лабораторный, амперметр, вольтметр, реостат ползунковый, ключ замыкания тока, комплект провод.

ЗАДАНИЕ 1.

Изучение устройства и работы трансформатора - student2.ru

Порядок выполнения работы:

Изучение устройства трансформатора

1. Рассмотрите устройство трансформатора . Определите первичную обмотку и две вторичных.

2. Начертите электрическую схему трансформатора .

3. Разберите трансформатор. Для этого поверните его основанием вверх и открутите две гайки крепления скобки. Выньте сердечник и рассмотрите его устройство.

4. Соберите трансформатор. Для этого вставьте сердечник со скобкой в катушку, установите трансформатор на основание и закрепите его гайками.

ЗАДАНИЕ 2.

Наши рекомендации