3.4 Подготовка к лабораторной работе

3.4.1 Рассчитать индуктивность двух одинаковых катушек L₁ и L₂ и взаимную индуктивность М между ними по заданным индуктивностям при согласного =123 мГн и встречного =90 мГн включения, используя выражения (3.4), (3.6).

3.4.2 Рассчитать действующее значение тока в цепи (рисунок 3.3а) при согласном и встречном включении катушек L₁ и L₂. Индуктивности =123 мГн, =90 мГн, действующее значение напряжения на входе стенда =1 В, его частота =10 кГц. Входным сопротивлением генератора, сопротивлением резистора и потерями в катушках индуктивности пренебречь. Для расчета воспользоваться формулами (3.11), (3.12).

3.4.3 Для воздушного трансформатора, изображенного на рисунке 3.3б, в, рассчитать, используя результаты п. 3.4.1, напряжение на вторичной обмотке и ток через первичную обмотку при отключенной нагрузке R2, то есть в режиме холостого хода. Величинами , (потерями в трансформаторе), сопротивлением R1 и внутренним сопротивлением генератора пренебречь, напряжение на первичной обмотке = 1 В, его частота  = 10 кГц. Расчет выполнить на основе выражений (3.23), (3.24).

3.4.4 Используя результаты п. 3.4.1, рассчитать активную и реактивную составляющие сопротивлений, вносимых из вторичной отмотки трансформатора (см. рисунок 3.3б) в первичную. Вторичная обмотка нагружена на сопротивление R₂.

Величины R₂=300 Ом, = 10 кГц. Величиной пренебречь. Расчет произвести по формулам (3.19), (3.20).

3.5 Порядок выполнения работы

3.5.1 Установить на входе стенда гармонический сигнал частотой =10 кГц и напряжением =1 В. При выполнении всех последующих пунктов лабораторного задания напряжение и частота сигнала на входе стенда не должны изменяться.

3.5.2 С целью вычисления индуктивности L₁ определить ток через нее, для чего собрать схему, представленную на рисунке 3.2а, и измерить напряжение на резисторе R₁.

3.5.3 Для вычисления индуктивности катушки L₂ собрать схему, изображенную на рисунке 3.2б, и измерить напряжение на резисторе R₁.

3.5.4 Для вычисления индуктивности согласно включенных катушек L₁ и L₂ собрать схему, представленную на рисунке 3.3а, катушки включить согласно и измерить напряжение на резисторе R₁.

3.5.5 Для определения индуктивности встречно включенных катушек L₁ и L₂ собрать схему, изображенную на рисунке 3.2а, катушки включить встречно и измерить напряжение на резисторе R₁.

3.5.6 Собрать схему, представленную на рисунке 3.3б, и измерить напряжение на вторичной обмотке трансформатора при холостом ходе и напряжение на резисторе R₁.

3.5.7 Собрать схему, изображенную на рисунке 3.3в, и измерить напряжение на вторичной обмотке нагруженного трансформатора и на резисторе R1 (для определения тока первичной обмотки нагруженного трансформатора).

3.6 Обработка результатов

3.6.1 По результатам п. 3.5.2 определить индуктивность катушки L₁ при R₁=300 Ом. Расчет произвести по формуле:

где – напряжение на резисторе R₁,

=1В; =10 кГц.

3.6.2 По результатам п. 3.5.3 определить индуктивность катушки L₂, используя для этого приведенное выше выражение (R₁=300 Ом).

3.6.3 По результатам п. 3.5.4 определить индуктивность согласно включенных катушек L₁ и L₂.

3.6.4 По результатам п. 3.5.3 определить индуктивность встречено включенных катушек L₁ и L₂.

3.6.5 Используя результаты пп. 3.6.3, 3.6.4, найти взаимную индуктивность М между катушками по формуле:

3.6.6 По результатам п. 3.5.6 определять ток первичной обмотки трансформатора при холостом ходе. R1=300 Ом.

3.6.7 По результатам п. 3.5.7 определить ток первичной обмотки нагруженного трансформатора.

3.6.8 Определить абсолютные и относительные погрешности измерений.

Контрольные вопросы

1. Какие цепи называют связанными?

2. Какие виды связи возможны между цепями?

3. Что такое коэффициент связи двух контуров?

4. Чему равен коэффициент связи двух контуров, связанных магнитно?

5. Какое включение двух магнитно связанных цепей называют согласным и какое встречным?

6. Как экспериментально определить взаимную индуктивность между двумя катушками?

7. Что называется воздушным трансформатором?

8. Чему равно напряжение на зажимах разомкнутой вторичной цепи воздушного трансформатора?

9. Что такое вносимое сопротивление?

10. Где целесообразно применять воздушные трансформаторы?

11. Что такое коэффициент трансформации?

12. Нарисовать схему замещения воздушного трансформатора.

13. Построить векторную диаграмму напряжений и токов для воздушного трансформатора.