Инструкционная карта по выполнению лабораторной работы № 11.

1. Тема учебной программы: Трансформаторы.

2. Тема работы: Изучение однофазного трансформатора.

3. Цель работы: Изучить экспериментальные способы определения параметров трансформатора.

4. Материально-техническое оснащение: Лабораторный стол с комплектом оборудования, однофазный силовой трансформатор, реостат (нагрузка), электроизмерительные приборы и соединительные провода.

5. Теоретическая часть:

Трансформатор- это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования напряжения переменного тока одного значения, в напряжение переменного тока другого значения, при неизменной частоте. По виду преобразуемого переменного тока различают однофазные и трёхфазные трансформаторы. В соответствии с назначением различают: силовые трансформаторы; специальные (сварочные) трансформаторы; измерительные трансформаторы (для подключения измерительных приборов).

Трансформатор представляет собой замкнутый магнитопровод, на котором расположены две и более обмоток. Действие трансформатора основано на явлении взаимной электромагнитной индукции. При подключении первичной обмотки трансформатора к сети, по обмотке проходит переменный ток, который создаёт в магнитопроводе переменное магнитное поле. Магнитное поле пронизывает витки второй обмотки и вызывает в ней ЭДС индукции. Напряжения на первой (U1) и второй обмотках (U2) трансформатора разные, т.к. зависят от количества витков в обмотках. Трансформатор повышающий, если U1‹U2 , трансформатор понижающий, если U1›U2.

Если разомкнуть цепь вторичной обмотки, а на первичную подать номинальное напряжение (U1ном), то такой режим работы называется холостым ходом трансформатора. В этом режиме в обеих обмотках наводится ЭДС:

Е1 = 4,44∙f∙N1∙Ф

Е2= 4,44∙f∙N2∙Ф,

где f- частота переменного тока в сети (Гц), Ф- магнитный поток(Вб), N- количество витков в обмотках.

Отношение ЭДС или чисел витков обмоток называют коэффициентом трансформации трансформатора(k):

k=Е1/Е2=N1/N2.

Пренебрегая падением напряжения в обмотках, коэффициент трансформации трансформатора(k) определяют отношением напряжений на обмотках в режиме холостого хода: k=U1х/U2х.

Если подать напряжение на первичную обмотку и подключить нагрузку к вторичной обмотке, то под воздействием ЭДС Е2 пойдёт ток через нагрузку (I2). Такой режим работы трансформатора называют рабочим (или работа трансформатора под нагрузкой).

Если сопротивление нагрузки сравнимо с сопротивлением вторичной обмотки, то трансформатор войдёт в аварийный режим короткого замыкания. Экспериментально этот режим можно достигнуть при пониженном напряжении в первичной обмотке (примерно 10% U1ном), если вторичную обмотку замкнуть накоротко. Этот режим используется для определения потерь энергии в обмотках.

6. Практическая часть:

6.1. Техника безопасности при выполнении работы: Перед выполнением сборки цепей убедитесь, что лабораторный стол обесточен, ЛАТР установлен в положение «0 переменный ток». При выполнении работы запрещается прикасаться к неизолированным проводам, соединительным зажимам и другим частям цепей, которые могут оказаться под напряжением. При возникновении во время выполнения работы неисправностей оборудования или приборов следует немедленно выключить напряжение питания (красная кнопка на лабораторном столе) и сообщить о неисправности преподавателю. После сборки электрическую цепь показать преподавателю для проверки. Любые изменения в схеме производить после отключения питания.