Исследование однофазного трансформатора

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

“ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА”

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Ознакомление с устройством и работой однофазного трансформатора, практическое определение его характеристик и параметров.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА: [1] §§ 8.1-8.9; [2] §§ 10.1-10.8; [3] §§ 3.1-3.5; [4] §§ 11.1-11.7.

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ: Трансформатор, ЛАТР, 2 ваттметра, 2 вольтметра, 2 амперметра, миллиамперметр, реостаты.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Записать паспортные данные используемых приборов.

2. Ознакомиться с устройством трансформатора, конструкцией его сердечника и обмоток.

3. Исследовать режим холостого хода трансформатора. Собрать цепь по схеме рис. 9.1.

Меняя величину напряженияU₁, на первичной обмотке трансформатора от нуля до номинального (220 В) ступенями через 20 В, измерить ток холостого хода I₀, потребляемую мощность P₀ и напряжение на вторичной обмотке U₂. Результаты измерений записать в таблицу9.1.

По результатам измерений построить график зависимости потерь мощности в стали P₀ от величины приложенного напряжения U₁ - и найти величину коэффициента трансформации k.

4. Исследовать режим короткого замыкания трансформатора. Собрать цепь по схеме рис. 9.2.

Так как вторичная обмотка трансформатора замкнута накоротко, в этом опыте на первичную обмотку подастся напряжение U₁ значительно ниже номинального. Для безопасности ЛАТР рекомендуется включать на напряжение 127 В, а ручка регулировки выходного напряжения ЛАТРа в момент включения должна быть повернута против часовой стрелки до отказа. После включения ЛАТРа в сеть следует осторожно повернуть ручку регулировки по часовой стрелке, следя при этом за показаниями амперметра A₂ и устанавливая нужную величину тока I₂.

Изменяя величину тока I₂ от нуля до 4 А ступенями через 0,5 А, снять показания всех приборов (кроме вольтметра V₁, показания которого близки к нулю и не снимаются). Результаты измерений записать в таблицу 9.2.

По результатам измерений построить график зависимости потерь мощности в меди P_k от величины тока I₂ во вторичной обмотке и найти величину коэффициента трансформации по току.

5. Исследовать рабочий режим трансформатора.

Собрать по схеме рис. 9.3.

Установить номинальное напряжение U₁ = 220 В. Меняя с помощью реостата R величину нагрузки трансформатора, изменять величину тока I₂ от нуля до 4 А ступенями через 0,5 А, снимая для каждой ступени показания всех приборов. Результаты измерений записать в таблицу 9.3.

По результатам измерений вычислить мощность P₂, потребляемую от вторичной обмотки трансформатора, и коэффициент полезного действия h. Построить график зависимости КПД от нагрузки (величины тока I₂ во вторичной цепи).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Устройство и принцип работы однофазного трансформатора.

2. Что такое коэффициент трансформации и от чего он зависит?

3. Для чего и как проводится опыт холостого хода?

4. Для чего и как проводится опыт короткого замыкания?

5. От чего и как зависят “потери в стали” трансформатора?

6. От чего и как зависят “потери в меди” трансформатора?

7. Чем отличается испытательный режим короткого замыкания от аварийного?

8. Нарисовать и объяснить схему замещения трансформатора.

9. Построить векторную диаграмму холостого хода трансформатора.

10. Построить векторную диаграмму нагруженного трансформатора.