24 Опыт холостого хода трансформатора. Опыт короткого замыкания трансформатора.

Холостым ходом трансформатора является такой предельный режим работы, когда его вторичная обмотка разомкнута и ток вторичной обмотки равен нулю (I2 = 0). Опыт холостого хода позволяет определить коэффициент трансформации, ток, потери и сопротивление холостого хода трансформатора. При опыте холостого хода первичную обмотку однофазного трансформатора включают в сеть переменного тока на номинальное напряжение U1 (рис).

Под действием приложенного напряжения по обмотке протекает ток I1=I0 равный току холостого хода. Практически ток холостого хода равен примерно 5—10% номинального, а в трансформаторах малой мощности (десятки вольт-ампер) достигает значений 30% и более номинального. Для измерения тока холостого хода, приложенного к первичной обмотке напряжения и потребляемой мощности в цепь первичной обмотки трансформатора включены измерительные приборы (амперметр А, вольтметр V и ваттметр W). Вторичная обмотка трансформатора замкнута на вольтметр, сопротивление которого очень велико, так что ток вторичной обмотки практически равен нулю. Ток холостого хода возбуждает в магнитопроводе трансформатора магнитный поток, который индуктирует э. д. с. Е1 и Е2 в первичной и во вторичной обмотках. Во вторичной обмотке трансформатора нет тока и, следовательно, нет падения напряжения в сопротивлении этой обмотки, поэтому э. д. с. равна напряжению, т. е. Е2=1/2. Поэтому э. д. с. вторичной обмотки определяется показанием вольтметра, включенного в эту обмотку. Ток холостого хода, протекающий в первичной обмотке, очень мал по сравнению с номинальным, так что падение напряжения в сопротивлении первичной обмотки очень мало по сравнению с приложенным напряжением. Поэтому приложенное напряжение практически уравновешивается э. д. с. первичной обмотки и численные значения напряжения V и э. д. с. Е приблизительно равны. Следовательно, при опыте холостого хода э. д. с. первичной обмотки определится показанием вольтметра, включенного в ее цепь.

25. Внешние характеристики трансформатора. Потери и кпд трансформатора.

Зависимость U₂ = f (I₂) или U₂ = f (β) называют внешней характеристикой трансформатора. Коэффициент   называется коэффициентом загрузки трансформатора, где I₂ – ток вторичной обмотки трансформатора; I_2Н – номинальный ток вторичной обмотки.Электрические потери определяются величиной активного сопротивления и квадрата тока соответствующей обмотки. Потери в магнитопроводе зависят от марки стали, частоты сети, магнитной индукции в сердечнике трансформатора. В паспорте трансформатора приводится мощность потерь холостого хода Р₀ и короткого замыкания Р_К, которые приблизительно равны (при номинальной нагрузке)Р₀ = р_стР_К = р_ЭЛ.1 + р_ЭЛ.2.Для расчёта КПД удобно пользоваться выражением

где S_H - номинальная мощность трансформатора в кВА, Р_К и Р₀ в кВт. Задаваясь значениями β = от 0 до 1 (от холостого хода до номинальной нагрузки), строят графическую зависимость η = f(β), рис. 1.4, б. КПД силовых трансформаторов достигает максимального значения при коэффициенте загрузки β_max = 0,45…0,6. КПД современных силовых трансформаторов находится в пределах 0,95…0,99.