Методика и порядок выполнения работы

1 Экспериментальное определение взаимной индуктивности м и коэффициента связи k между катушками

1.1. Измерить индуктивность катушки L_D. Для этого собрать цепь по схеме рисунка 14. Регуляторы на блоках стенда установить в следующие позиции:

– на блоке питания включить тумблеры: «сеть», «генератор», «V2»;

– на блоке Г1: тумблер «генератор» – в положение «внутр.», переключатель диапазонов – в позицию (2…20) кГц, регулятор «частота плавно» – до отказа против часовой стрелки (в положение минимальной частоты);

– на блоке Г2: переключатель ПФ – в первое положение ( ,f - var);

– на блоке Г3: тумблер «пределы» – в положение «10 В», а регулятором выходного напряжения установить на вольтметре «V1» напряжение 2 В;

– на плате активных элементов: тумблер П1 (источник тока J) – в среднее положение (выключено);

– на магазине сопротивлений R_М установить сопротивление 160 Ом; катушку L_F оставить разомкнутой.

Изменяя частоту на блоке Г1, найти резонансную частоту f₀ по максимальному показанию прибораV2. Показания приборов в данном и последующих экспериментах заносить в таблицу 5. Зная значение С_А и резонансную частоту f₀, определить индуктивность катушки L_D.

1.2. Отключить от цепи катушку L_D и подключить вместо нее катушку индуктивности L_F. Резонансную частоту определить аналогично п.1.1.

1.3. Вместо катушки L_F подключить две катушки L_D и L_F , соединенные последовательно (рисунок 15). При этом получится индуктивность цепи , которая значительно больше индуктивности каждой из катушек. Определить резонансную частоту. Записать показания приборов в таблицу 5.

1.4. Для одной из катушек (L_D или L_F) выводы поменять местами, при этом получится последовательное встречное включение. Определить резонансную частоту. Записать показания приборов в таблицу 5.

2 Исследование токораспределения в цепи с индуктивно связанными катушками

2.1. Взамен двух катушек L_D и L_F включить катушку L_D (рисунок 16а), а индуктивно связанную с ней катушку L_F внешним проводником замкнуть накоротко. Эквивалентная схема цепи будет состоять из индуктивности катушки L_D и отрицательной индуктивности, получившейся за счет вносимого реактивного сопротивления от короткозамкнутой катушки L_F. Так как общая индуктивность цепи меньше индуктивности «L_D», то резонансная частота цепи увеличится. Определить резонансную частоту и записать показания приборов в таблицу 5.

2.2. Снять проводник, замыкающий катушку L_F и замкнуть катушку на резистор R_F=3 кОм (рисунок 16б). Из-за большой величины резистивного сопротивления оказывается пренебрежительно малой, аR_ВН – весьма заметной. Так как резистивное сопротивление цепи возрастает, то добротность контура, а, следовательно, показания вольтметра «V2» уменьшатся. Результаты измерений занести в таблицу 5.

3 Исследование различных режимов работы трансформатора

3.1. Собрать цепь по схеме рисунка 17. Регуляторы на блоках стенда установить в следующие положения:

– на блоке питания включить тумблер «φ – V3»;

– переключатель ПФ на блоке Г2 перевести в положение (, 2 кГц);

– на блоке Г3 установить выходное напряжение 2 В;

– на блоке «φ-V3» тумблер вида измерений установить в позицию «φ».

Выходной потенциальный зажим генератора на блоке Г3 соединить с отпайкой «4» первичной обмотки трансформатора, находящегося на блоке пассивных элементов. Коэффициент трансформации n трансформатора при этом равен четырем. Отключить от вторичных зажимов трансформатора магазин сопротивлений R_М. При этом вольтметр V2 покажет падение напряжения пропорциональное току холостого хода в первичной обмотке, а фазометр – угол, соответствующий соотношениям реактивной и резистивной проводимостям первичной обмотки трансформатора. Если трансформатор был бы идеальным, то ток холостого хода равнялся бы нулю, но так как исследуемый трансформатор – реальный, то ток холостого хода будет отличен от нуля. Показания приборов занести в таблицу 6.

3.2. Измерить вольтметрами V2 и V3 величины напряжения на первичной (между точками «4» и «0») и вторичной обмотках трансформатора. Рассчитать коэффициент трансформации .

3.3. Подключить к вторичной обмотке трансформатора магазин сопротивлений R_М и установить на нем сопротивление, равное нулю. Получившаяся при этом резистивная составляющая входного сопротивления равна гдеR₂ – сопротивление вторичной обмотки трансформатора. Показания приборов занести в таблицу 6.

Устанавливая поочередно на магазине R_М сопротивления (10–20–40–80) Ом, записать показания приборов.

3.4. Входной проводник перенести с отпайки трансформатора «4» на отпайку «6». Отключить магазин R_М от выводов вторичной обмотки. Определить ток холостого хода, фазный угол, измерить напряжение на вторичной обмотке трансформатора и рассчитать коэффициент трансформации, полученный экспериментально.

3.5. Подключив к вторичной обмотке магазин сопротивлений R_М, устанавливать поочередно значения его сопротивления (0–10–20–40–80) Ом. При этом показания приборов заносить в таблицу 6.