Вопрос 5-3. Что такое «коэффициент трансформации»?
Ответ5-3. Согласно второму закону Кирхгофа уравнения электрического состояния идеализированного трансформатора имеют вид:
U1=-Е1 , U2=Е2
Е1=-w1dФ/dt , Е2=-w2dФ/dt .
Поделив U1 на U2 получим коэффициент трансформации n :
,
В
случае реального трансформатора
напряжение U2
совпадает
c
эдс E2
только при
холостом ходе,
поэтому в этом
случае
коэффициент трансформации
.
где
– напряжение на зажимах вторичной
обмотки в режиме холостого хода.
Вопрос 5-4. Нарисовать и объяснить схему замещения нагруженного трансформатора.
Ответ5-4. В режиме холостого хода схема замещения трансформатора совпадает со схемой замещения катушки индуктивности (рис 17,a,b).
В режиме нагрузки трансформатора ( при отсутствии гистерезиса) электрическое состояние трансформатора можно описать (на основании 2-го закона Кирхгофа) комплексными уравнениями(см Касаткин стр. 200÷207):
,
где:
R1 –активное сопротивление 1-ой обмотки,
R’2 =(w1/w2)2 R2-приведенное активное сопротивление вторичной обмотки,
Ż об1 – комплексные сопротивление 1-ой обмотки,
x рас1 =ωL рас1 сопротивление рассеивания первичной обмотки,.
x’рас2 =ωL’рас2 =(w1/w2)2 · ωL рас2- приведенное сопротивление рассеивания вторичной обмотки ,
Ż‛об2 – приведенное комплексное сопротивление 2-ой обмотки, Ż‛об2 = R’2 + jx’рас2 ,
Ż‛2 - приведенное комплексное сопротивление нагрузки Ż‛2=(w1/w2 )2 ·Ż2
- приведенной
к первичной цепи комплексный ток
вторичной цепи -или приведенный
ток.
Ток холостого хода I1xx можно представить как сумму 2-токов :- активного I1axx и реактивного ( намагничивающего) I1мхх .
I1xx=I1axx+I1мхх
В соответствии с этими уравнениями схема замещения нагруженного трансформатора может быть представлена схемой на рис (рис 5-4):
Пунктиром обозначена схема замещения идеализированного трансформатора в режиме холостого хода,
g- и b активная и реактивные части проводимости катушки.
Żоб1·Ì1, Żоб2· Ì2 – представляют полное внутреннее падение напряжения на первичной и вторичной обмотках соответственно.
Вопрос 5-5: Как проводятся опыты холостого хода и короткого замыкания?
Ответ5-5: Для проведения опыта холостого хода
1. Собрать схему согласно рис5-5а:
На рис заменить А на PV2 !!!!
Рис5-5а
2.
Включить питание и установить напряжение
на первичной обмотке
В.
3.
Измерить ток холостого хода
напряжение
и мощность
,
потребляемую трансформатором. Результаты
измерений занести в табл. 7.
Таблица 7
-
Измеренные величины
Вычисленные
величины
,
В
,
В
,
А
,
Вт
4.
Снизить автотрансформатором напряжение
до нуля, отключить питание.
По
данным опыта вычислить коэффициент
мощности
=P0/U10I10,
коэффициент трансформации
.
Результаты вычислений занести в табл.
Б) Для проведения опыта короткого замыкания :
1. Собрать схему согласно рис5-5б:
Рис 5-5б
2. Создать режим короткого замыкания трансформатора, замкнуть вторичную обмотку на амперметр (рис. 5-5б); подключить к первичной обмотке вольтметр с меньшим пределом измерений (50 или 75 В).
3.
Включить питание и установить на
первичной обмотке напряжение
так, чтобы ток
имел номинальное значение 4 А,
соответствующее данному трансформатору.
Измерить
,
,
,
и занести результаты в табл.8.
4.
Снизить автотрансформатором напряжение
до нуля, отключить питание.
5.
По данным опыта вычислить
и сопротивления: полное
,
активное
и реактивное
.
Результаты вычислений занести в табл.
8.
Таблица 8
|
Измеренные величины |
Вычисленные величины |
||||||
|
В |
А |
Вт |
А |
Ом |
Ом |
Ом |
|
,
,
,
,
,
,
,
Рабочие формулы :
RK=
Pk/I2ном
,
ZK
=
U1K/I1ном
,
,
UK= RK·I1ном/U1ном 100% , Cos φK= = RК /ZK.