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 (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - 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 (рисунок 3.3, а), измерьте напряжение U₁ первичной

обмотки и напряжениеU₄ вторичной.

а). б).

Рис. 3.3. Согласное (а) и встречное (б) соединение обмоток трансформатора.

5.3.3. Повторите п. 5.3.2 при встречном соединении L₂ и L₃ (рис.3.3, 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.