3. Подготовка к выполнению лабораторной работы

3.1. Изучить по учебной литературе методы расчета индуктивно связанных цепей, параметры и схемы замещения трансформаторов.

3.2. Изучить описание лабораторной работы.

3.3. Выполнить предварительные расчеты.

3.4. Ответить на контрольные вопросы.

4. Расчетная часть

4.1. Выведите расчетные формулы для обработки экспериментальных данных п.п. 5.1, 5.2.

4.2. Приведите схему замещения трансформатора без сердечника.

4.3. Рассчитайте напряжения на элементах схемы замещения и токи обмоток:

а) в режиме холостого хода;

б) в режиме нагрузки.

Постройте векторные диаграммы для указанных режимов работы. Данные для расчета взять из таблицы 2 Приложения (f = 300 Гц, U = 3 В). В качестве первичной обмотки используется L₁, вторичной - L₂.

4.4. Рассчитайте и постройте частотную характеристику трансформатора – зависимость n от частоты в режиме нагрузки (R_н = R₃), определите параметры схемы, оказывающие на нее наибольшее влияние.

5. Экспериментальная часть

Работа выполняется на блоке «Трансформатор» лабораторного стенда.

При проведении экспериментов установите на генераторе параметры воздействия (f и U), которые использовались при расчетах.

5.1. Определение индуктивности катушки L₁.

5.1.1. Измерьте сопротивление R₁ и активное сопротивление индуктивной катушки R_L1.

5.1.2. Измерьте напряжения на элементах L₁, R₁. По напряжению на резисторе R₁ рассчитайте ток, протекающий в цепи R₁L₁.

5.1.3. Пользуясь результатами измерений, рассчитайте индуктивность L₁.

5.2. Определение взаимной индуктивности M катушек L₁ L₂.

5.2.1. Включите катушки L₁ и L₂ согласно. Для этого соедините зажимы 1 и 2 (рис. 3.5).

Рис. 3.5 Схема эксперимента при измерении взаимной индуктивности

5.2.2. Измерьте ток, протекающий через катушки и напряжение на зажимах 12.

5.2.3. По результатам измерений рассчитайте эквивалентную индуктивность соединенных катушек.

5.2.4. Повторите п.п. 5.2.2 и 5.2.3 для встречного включения катушек – соединены гнезда 1 и 2, напряжение измеряется между точками 1 и 2.

5.2.5. По результатам измерений рассчитайте взаимную индуктивность M.

5.3. Исследование трансформатора в режиме холостого хода.

5.3.1. Используя L₁ в качестве первичной обмотки, а L₂ в качестве вторичной, измерьте напряжение U₁ первичной обмотки и напряжение U₂ вторичной обмотки.

По полученным данным рассчитайте коэффициент трансформации.

5.3.2. Используя L₁ в качестве первичной обмотки, а в качестве вторичной соединенные согласно L₂ и L₃ (рис.3.6, а), измерьте напряжение U₁ первичной

обмотки и напряжениеU₄ вторичной.

а). б).

Рис. 3.6. Согласное (а) и встречное (б) соединение обмоток трансформатора.

5.3.3. Повторите п. 5.3.2 при встречном соединении L₂ и L₃ (рис.3.6, б).

5.4. Исследование трансформатора в режиме нагрузки.

В качестве нагрузки используйте резистор R₃, подключенный к вторичной обмотке (L₂).

5.4.1. Измерьте токи и напряжения на входе и выходе трансформатора.

5.4.2. Снимите зависимость коэффициента трансформации n от частоты входного напряжения f в диапазоне частот от 500 Гц до 100 кГц.