Трансформатора

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ОДНОФАЗНОГО

Лабораторная работа №7

Цели работы: 1. Изучение устройства, назначения и основных характеристик однофазного трансформатора.

2. Измерение коэффициента трансформации трансфор­матора.

3. Исследование основных характеристик трансформатора.

Оборудование: 1. Исследуемый трансформатор.

2. Лабораторный автотрансформатор.

3. Амперметр (1,2 А – 2 шт., 5 А – 1 шт.)

4. Вольтметр (АВО-5М: 30 В).

5. Ваттметр (150 Вт).

6. Реостат (30 Ом).

7. Батарея конденсаторов (0 – 500 мкФ).

8. Катушка индуктивности (340 витков).

9. Соединительные провода.

Рекомендательный библиографический список: [1], Гл.1: §1.2 (1.2.8.1 – 1.2.8.4,); [2], Гл.7: §§7.1 – 7.6, 7.12, 7.13; [4], Гл.9: §§9.1 – 9.9; [5], Гл.7: §§7.1 – 7.4, §7.6.

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, служащий для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения без изменения частоты.

Область применения трансформаторов чрезвычайно широка. Соответственно этому велико и число конструктивных форм трансформаторов.

Трансформаторы получили распространение как устройства, позволяющие передавать электрическую энергию на большие расстояния без существенных энергетических потерь в линиях электропередач. С их помощью осуществляется объединение источников электрической энергии переменного тока, имеющих различные уровни напряжений, в единую энергетическую систему.

Трансформаторы используются также в качестве измерительных трансформаторов – для включения измерительных приборов в схемы, в которых действуют большие напряжения и токи.

Они применяются как индукционные регуляторы – для регулирования и стабилизации напряжения в распределительных сетях, а также в качест­ве трансформаторов специального назначения: сварочных, печных и т д.

Разновидностью трансформатора является автотрансформатор – специальный тип трансформатора с одной обмоткой, предназначенный для плавной регулировки напряжения вторичной цепи при непрерывном скольжении контакта по зачищенной поверхности витков.

Современные трансформаторы весьма разнообразны в своем исполнении и могут быть однофазными и трехфазными. Однако во всех случаях основные процессы, лежащие в принципе работы трансформаторов, одни и те же. Устройство трансформатора показано на рис. 7.1.

На замкнутом сердечнике, собранном из листовой стали, расположены две изолированные обмотки. К одной из них с числом витков w ₁ подводится электрическая энергия от источника переменного тока. Эта обмотка носит название первичной. От другой, вторичной обмотки с числом витков w ₂, энергия отводится к нагрузке.

Передача электрической энергии от источника через трансформатор к нагрузке осуществляется посредством переменного магнитного потока Ф, основная часть которого замыкается в стальном сердечнике, другая же его часть, замыкаясь в воздухе, образует магнитные потоки рассеяния (Ф _р1, Ф _р2).

При включении первичной обмотки в сеть переменного тока в ней возникает переменный ток, который образует переменное магнитное поле. Под воздействием переменного магнитного потока в обеих обмотках (согласно принципу электромагнитной индукции) возникают переменные ЭДС. При этом ЭДС первичной обмотки называется ЭДС самоиндукции. Она ограничивает величину первичного тока трансформатора, так как направлена против приложенного напряжения. ЭДС вторичной обмотки называется ЭДС взаимоиндукции. Она является источником тока вторичной обмотки (тока нагрузки). Действующие значения ЭДС обмоток определяют формулами:

Е ₁ = 4,44 ·w ₁ ·ƒ·Ф_m и Е ₂ = 4,44 ·w ₂ ·ƒ·Ф_m,

где: Ф_m – амплитуда магнитного потока;

w ₁, w ₂– число витков первичной и вторичной обмоток;

ƒ– частота переменного тока.

Трансформатор может работать только на переменном токе, так как при постоянном токе (ƒ = 0) ЭДС в его обмотках не возникает.

Отношение ЭДС первичной и вторичной обмоток называется коэффициентом трансформации. Оно практически равно отношению числа витков первичной и вторичной обмоток:

Дата добавления: 2015-05-06