2.3. Представление результатов

По каждому из пунктов раздела 2.2 в отчёте должны быть представлены все указанные в них рисуночные, измеренные и расчётные материалы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. В чём состоит идея метода векторных диаграмм?

2. Показать, что из векторной диаграммы напряжений последовательной RC-цепочки следуют соотношения (20) и (21).

3. Изобразить фигуру, которая получится на экране при «перпендикулярном» сложении напряжений и_R и и_С в RC-цепочке (рис. 1).

4. Пусть по картинке эллипса на экране (рис. 4) измерено, что х₀=Х/2. Тогда, согласно (11), угол φ может быть как ±30°, так и ±150°. Из каких соображений выбрать один из этих четырёх углов?

5. Что такое биения? Как выражается их период через частóты f₁ и f₂ ?

6. Объяснить построение векторной диаграммы моста (рис. 11) и показать, что из неё следуют соотношения (22) и (23).

7. Как по виду фигуры Лиссажу определить отношение частот f_у : f_х ? Изобразить фигуры, соответствующие f_у : f_х=1:3 и 3:1.

8. Изложить идею определения скорости звука в данной работе. Что такое фаза волны? Какие волны называются продольными и поперечными?

9. Почему фигуры Лиссажу на экране от двух независимых генераторов с кратными частотами практически невозможно наблюдать на высоких частотах порядка килогерца и выше? Почему же, однако, при измерении скорости звука эллипс на экране остаётся совершенно неподвижным, хотя он формируется на частоте около 2 кГц ?

10. Сложение двух перпендикулярных колебаний (8) и (9) даёт на экране эллипс. В каком направлении луч рисует эллипс − по- или против часовой стрелки? А как этот эллипс ориентирован ?

ЛИТЕРАТУРА

1. Савельев И. В. Курс общей физики, т.1.– М.: Наука, 1982. – §§ 55-57; т. 2, §§ 91, 102.

4. Электротехнические устройства

Работа № Ф314

Трансформатор

Цель работы –знакомство с устройством, принципом действия, режимами работы и характеристиками трансформатора.

Содержание:

1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

ТРАНСФОРМАТОРА.

1.1. Назначение.

1.2. Устройство трансформатора.

1.3. Принцип действия трансформатора.

2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА.

2.1. Режим холостого хода.

2.2. Режим нагрузки.

2.3. Нагрузочная характеристика трансформатора.

2.4. Потери мощности и КПД трансформатора.

3. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ.

3.1. Автотрансформатор.

3.2. Трансформатор тока.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА.

4.1. Объект исследования и приборы.

4.2. Опасности в работе.

4.3. Программа работы.

4.3.1. Общая постановка задачи.

4.3.2. Прозванивание обмоток.

4.3.3. Нахождение сетевой обмотки 220 В.

4.3.4. Измерение напряжений на вторичных обмотках.

4.3.5. Снятие нагрузочной характеристики.

4.3.6. Измерение КПД трансформатора.

4.4. Представление результатов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ.

ЛИТЕРАТУРА.

Работа выполняется за два занятия:

1-е занятие – измерения по разделам 4.3.2, 4.3.3 и 4.3.4;

2-е занятие – измерения по разделам 4.3.5 и 4.3.6 и общий отчёт.

1. Назначение, устройство

И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

1.1. Назначение

Трансформатор – это статическое (т.е. без подвижных частей) устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмотки и предназначенное для преобразования переменного напряжения по величине или для гальванического разделения цепей. Передача энергии из одной цепи в другую происходит на основе электромагнитной индукции.

Преобразование напряжения по величине в электроэнергетике в основном требуется в следующих случаях:

● когда напряжение питания данного устройства отличается от выходного напряжения генератора или напряжения в сети;

● при передаче электроэнергии на большие расстояния – в сотни или тысячи километров.

Остановимся на последнем случае. Генераторы электростанций вырабатывают энергию напряжением обычно 10…20 кВ. Чтобы передать потребителю большую мощность, скажем, 10 МВт, то при столь невысоком напряжении в линии электропередачи (ЛЭП) должен быть очень большой ток: А. Этот ток приведёт к тепловым потерям в линии: ΔР_л=I²r_л. При достаточно большой длине ЛЭП эти потери станут настолько велики, что передача электроэнергии станет просто невыгодной. Увеличивать же сечение медных проводов ЛЭП с целью понизить её сопротивление r_л совсем уж нерационально. Но если ту же самую мощность Р=IU передавать при более высоком напряжении. повысив его, например, в 10 раз, т.е. до 100 кВ, то ток в линии в 10 раз уменьшится, а тепловые потери ΔР_л уменьшатся уже в 100 раз. Для этой цели на электростанциях ставят повышающие трансформаторы, которые повышают напряжение с генераторов до 35, 110, 220, 330, 500 или 750 кВ, а затем уже направляют энергию в ЛЭП. На местах потребления электроэнергии напряжение должно быть понижено до рабочего уровня большинства бытовых и промышленных приёмников: 220 или 380 В. Для этого в местах приёма устанавливаются понижающие трансформаторы.

Идею создания трансформатора предложил русский электротехник П. Н. Яблочков (1878), а интенсивно выпускаться и применяться трансформаторы начали с 1890 года, когда М. О. Доливо-Добровольским была разработана теория трёхфазных цепей и технически рассчитаны и созданы все звенья трёхфазной системы: генераторы, трансформаторы, линии передачи, электродвигатели.