4.3.6. Измерение кпд трансформатора

Номинальная входная мощность Р₁ исследуемого трансформатора составляет около 25 Вт^). Следовательно, допустимый ток первичной обмотки нагруженного трансформатора I₁^нагр=Р₁/U₁≈100 мА. Для измерения КПД трансформатора в этом режиме выполняются следующие операции.

1.В цепи первичной обмотки установить амперметр (I_max≥100 мА) и вольтметр (U_max≥250 В), соединив их с ЛАТРом, как показано на рис. 13.

2. Вторичную цепь собрать в соответствии с рис. 14, оставив в ней амперметр с пределом I_max≥1,5…2,0 А. Начальное сопротивление реостата − на максимуме.

3. Включить ЛАТР и, увеличивая его выходное напряжение U₁ до 220 В, следить за ростом токов I₁ и I₂.

4. Доведя напряжение U₁ до 220 В, уменьшать сопротивление R_н до тех пор. пока ток I₁ не достигнет 100 мА. Записать соответствующий ток I₂ и напряжение U₂.

Таким образом, входная мощность трансформатора Р₁=I₁U₁=22 Вт, а выходная Р₂= I₂U₂.

5. Уменьшить выходное напряжение ЛАТРа до нуля, выключить его и разобрать схему.

6. По формуле (11) вычислить КПД трансформатора в данном нагрузочном режиме.

4.4. Представление результатов

В качестве отчёта о работе представляются следующие результаты.

1. Схема обмоток трансформатора с указанием их омических сопротивлений и напряжений холостого хода U₂^х.х при U₁=220 В (см. рис. 12)

2. Вольт-амперные характеристики исследованных обмоток с указанием рабочей точки на сетевой обмотке.

3.Нагрузочная характеристика заданной вторичной обмотки и её активное сопротивление.

4. Расчёт КПД трансформатора в заданном нагрузочном режиме.

5. Расчёт индуктивного сопротивления ωL и индуктивности L первичной обмотки по формуле (9) на линейном участке ВАХ (рис. 6).

6. Проверка справедливости оценки (4) при токе I₁=100 мА.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Изложит принцип работы трансформатора. Почему его сердечник не делается цельным, а набирается из пластин или навивается из ленты?

2. Почему передачу электроэнергии на большие расстояния выгодно делать при высоких напряжениях?

3. Из чего складываются потери мощности в трансформаторе?

4. Что такое вольт-амперная характеристика первичной обмотки?

5. Что такое нагрузочная характеристика вторичной обмотки?

6. Как определяется КПД трансформатора?

7. Почему при синусоидальном напряжении на первичной обмотке трансформатора ток в ней не является синусоидальным?

8. Почему ток холостого хода в трансформаторе не синусоидален, а напряжение на вторичной обмотке синусоидально? А почему при включении нагрузки первичный ток тоже становится синусоидальным?

9. Записать объединённый закон Ома-электромагнитной индукции для первичной обмотки.

10. Что понимается под термином «номинальный»?

11. Почему, если входное напряжение на трансформаторе превышает номинальное значение хотя бы на 15-20%, трансформатор сильно греется?

12. Что такое ЛАТР? Каковы его достоинства и недостатки?

13. Что такое трансформатор тока?

ЛИТЕРАТУРА

1. Калашников С. Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – §§ 110-112, 133.

2. Иванов И. И., Равдоник В. С. Электротехника. – М.: Высшая школа, 1984. – §§ 7.1-7.6, 7.15, 7.20, 7.21.

Рис. 5. Предельная (а) и частные (б) и (в) петли гистерезиса. Рабочему режиму примерно соответствует петля (б)

Работа № Ф317