Материал: Руководство по выполнению базовых экспериментов эцпет. 001 Рбэ (902) 2006

Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки трансформатора называют коэффициентом трансформации. Отношение чисел витков соответствует отношению первичного напряжения к вторичному при отсутствии нагрузки (холостом ходе) трансформатора и отношению вторичного тока к первичному при коротком замыкании.

В идеальном трансформаторе (при отсутствии потерь, при К_СВ1 и бесконечно больших индуктивностях обмоток L₁ и L₂) при любой нагрузке:
К_ТР= W₁/ W₂= U₁/ U₂ = I₂/ I₁

7.2.2. Экспериментальная часть

Задание
Измеряя напряжения и токи, определите коэффициенты трансформации при различных числах витков обмоток.

Порядок выполнения эксперимента

Соберите первичную (300 витков) и вторичную (100 витков) обмотки на разъемном сердечнике, как показано на рис. 7.2.1.

Рис. 7.2.1.

Подключите источник питания к выводам первичной обмотки согласно рис. 7.2.3 и установите синусоидальное напряжение U₁ = 6 В, f = 1 кГц.

ис. 7.2.3.

Измерьте вторичные напряжения U₂на выводах вторичных обмоток с числами витков 100, 300 и 900 при холостом ходе. Занесите результаты в таблицу 7.2.1.

Таблица 7.2.1

W₁	W₂	U₁, В	U₂, В	К_ТР
300	100	6
300	300	6
300	900	6

Вычислите значения коэффициента трансформации по формуле

К_ТР= U₁/ U₂

П
роделайте опыт короткого замыкания, измерив первичные и вторичные токи при числах витков вторичной обмотки 100, 300 и 900, как показано на рис. 7.2.4 и занесите результаты измерений в таблицу 7.2.2. Ток I₁ следует поддерживать неизменным, равным 50 мА.

Рис. 7.2.4.
К_ТР= I₂/ I₁

Таблица 7.2.2

W₁	W₂	I₁, мА	I₂, мА	К_ТР
300	100
300	300
300	900

7.3. Преобразование сопротивлений с помощью трансформатора

7.3.1. Общие сведения

Когда трансформатор ненагружен (холостой ход), отношение первичного напряжения к вторичному приблизительно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток. Коэффициент трансформации
К_ТР= U₁/ U₂= W₁/ W₂
При нагрузке имеет место ток I₂в нагрузочном резисторе R_Н, подключенном к выводам вторичной обмотки. Этот ток вызывает появление соответствующего тока в первичной обмотке
I₁ = I₂/ К_ТР
Через первичные напряжение и ток можно найти входное сопротивление трансформатора
R₁= U₁/ I₁.
Нагрузочное сопротивление можно определить как
R₂= R_Н = U₂/ I₂.
Взяв отношение сопротивлений, получаем
R₁/ R_Н = (U₁/ I₁) / (U₂/ I₂) = К_ТР²
Или

R₁= R_Н  К_ТР².
Это означает, что сопротивление нагрузки R_Н преобразуется к первичной стороне трансформатора. В реальном трансформаторе, если учесть сопротивление обмоток, получается R₁ несколько больше, чем R_НК_ТР².

7.3.2. Экспериментальная часть

Задание
Определите величины сопротивлений R₁ и R₂, измеряя токи и напряжения на первичной и вторичной сторонах трансформатора при различных соотношениях чисел витков обмоток и значениях сопротивления нагрузки R_Н. Определите входное сопротивление как R₂К_ТР² и сравните его с R₁.
Порядок выполнения эксперимента

Соберите трансформатор на разъемном сердечнике с катушками, имеющими числа витков W₁= 300 и W₂= 100.

П
одключите источник питания, как показано на рис. 7.3, и установите синусоидальное напряжение U₁ = 6 В, f = 1 кГц (при R_Н = 10 Ом).

Рис. 7. 3.

Измерьте токи и напряжения при числах витков обмоток и сопротивлениях нагрузки согласно таблице 7.3.

Таблица 7.3

W₁	W₂	К_ТР	R_Н, Ом	U₁, В	U₂, В	I₁, мА	I₂, мА	R₁, Ом	R₂, Ом	К²_ТРR₂
300	100	3	10
300	300	1	100
300	900	0,33	1000

Вычислите сопротивления R₁ и R₂по формуле R = U/ I.

Затем вычислите входное сопротивление по формуле К²_ТРR₂ и сравните его со значениями, найденными как U₁/ I₁.

Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/273546

Смотрите также:







Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал
_10_Эмиль Золя для эл версии