Порядок виконання роботи

1. Скласти схему, подану на рис. 3.8.3.

2. Під’єднати установку до мережі 220 В і за розімкненої вторинної обмотки визначити за показниками ватметра потужність холостого ходу .

3. Замкнути вторинне коло (рис. 3.8.3) і за різних положень повзунка реостата R знайти І₁, І₂ та Р.

4. За формулою (3.8.7) розрахувати ККД трансформатора в усіх випадках.

5. Одержані результати записати до табл. 3.8.1.

6. За одержаними результатами побудувати графік залежності .

Таблиця 3.8.1

№ пор.	І1, А	І2, А	Р, Вт	, %

Контрольні запитання

1. У чому полягає суть явища електромагнітної індукції? Сформулюйте закон Фарадея для явища електромагнітної індукції.

2. Що називають магнітним потоком? Сформулюйте правило Ленца.

3. Дайте визначення явища взаємоіндукції.

4. Що таке коефіцієнт взаємоіндукції, і від чого він залежить?

5. Що таке трансформатор? Опишіть його будову.

6. Що називають коефіцієнтом трансформації? Які трансформатори називають підвищувальними? знижувальними?

7. Як обчислити ККД трансформатора?

8. Наведіть приклади втрат потужності у трансформаторі. Поясніть, якими методами зменшують кожний вид втрат.

Лабораторна робота № 3.9.Визначення індуктивності котушки і дроселя

Мета роботи:вивчити явище самоіндукції; визначити індуктивність котушки і дроселя.

Вказівки до виконання роботи

Для виконання роботи потрібно засвоїти такий теоретичний матеріал: явище електромагнітної індукції; правило Ленца; явище самоіндукції; індуктивність.

Література: [1, т.2, §§ 10.1, 10.2, 10.4; 2, §§ 122, 123, 126; 3, §§ 9.8, 9.9; 4, т.2, §§ 60, 61, 64; 7, §§ 3.3.8-3.3.10].

Перед виконанням слід ознайомитися з вказівками до робіт № 3.6, № 3.8.

Якщо у провідному контурі протікає струм , то в просторі виникає магнітне поле, індукція якого в кожній точці за законом Біо – Савара – Лапласа пропорційна силі струму. В результаті контур пронизує власний магнітний потік(або з контуром зчеплений магнітний потік), величина якого пропорційна силі струму:

, (3.9.1.)

де – індуктивність контуру.

Індуктивність контуру– це коефіцієнт пропорційності, який не залежить від сили струму й індукції магнітного поля, а є однозначною характеристикою провідного контуру, що визначається формою і розмірами контуру, а також магнітними властивостями навколишнього середовища.

Котушка довжиною зNвитками заповнена матеріалом з магнітною проникністю, має індуктивність:

, (3.9.2)

де S – площа перерізу котушки. Котушку, в яку вставлене осердя з матеріалом, магнітна проникність котрого , називають дроселем.

Явище виникнення індукційного струму в провіднику внаслідок зміни магнітного потоку, зумовленої зміною струму в тому самому провіднику, називають самоіндукцією.

Величина електрорушійної сили самоіндукції була визначена американським фізиком Дж. Генрі (за ):

. (3.9.3)

З останнього виразу випливає, що індуктивністьце характеристика, що визначаєміру інертних властивостейпровідника стосовно зміни струму, чисельно дорівнює тій ЕРС самоіндукції, що виникає в контурі за швидкості зміни сили струму в ньому 1А за 1с:

.

Якщо до котушки індуктивністю Lприкласти змінну напругу частоти:

,

то струм у колі :

, (3.9.4)

де величину називають індуктивним опором.

Провідник, з якого виконано котушку, має омічний (активний) опір R. В результаті повний опіркотушки індуктивності :

. (3.9.5)

Змінний струм з циклічною частотою характеризують частотою, тому з формули (3.9.5) випливає, що

. (3.9.6)

Тобто омічний опір Rта повний опір Zкотушки індуктивності (або дроселя) можна визначити так:

та , (3.9.7)

де U_о, U − напруга на котушці відповідно за постійного та змінного струму; I_о, I − відповідно сила постійного та змінного струму.

Для знаходження активного опору котушки використовують постійний струм. Прилади вмикають у коло за схемою, поданою на рис. 3.9.1. Джерелом постійного струму є випрямляч.

Для знаходження повного опору котушки без осердя Zта котушки з осердям (дроселя)Z₁використовують змінний струм. Коло складають за схемою, поданою на рис. 3.9.2.

Опір R,ZіZ₁слід визначати не менш ніж три рази за струму різної сили, а потім розрахувати середні значення цих величин.

У разі розмикання або замикання електричних кіл сила струму в них різко змінюється, що призводить до виникнення струмів самоіндукції, які називають екстраструмами самоіндукції.

Для екстраструму розмикання.

Для екстраструму замикання.

Якщо електричне коло містить котушки з великими значеннями індуктивності , тоекстраструми розмиканняв таких колах можуть значно перевищувати струми в колі від джерела. Часто це стає причиною яскравого спалаху лампочок і плавлення запобіжників внаслідок розмикання електричних кіл споживачів. Великі струми самоіндукції через швидке вимкнення спричиняють пробій повітряного проміжку між контактами вимикачів і появу дугового розряду, що призводить до плавлення контактів. Для гасіння дуги в коло вмикають конденсатори. Явище самоіндукції використовують в пускачах ламп денного освітлення для запалювання газового розряду.