Sprawozdanie z ćwiczenia 52

Badanie transformatora

Cel ćwiczenia:

1. Wyznaczenie przekładni transformatora

2. Wyznaczenie sprawności transformatora

Wprowadzenie:

Transformator: przyrząd wyzyskujący zjawisko indukcji magnetycznej do przenoszenia energii lub sygnałów z jednego obwodu elektrycznego do drugiego.

Indukcja elektromagnetyczna: powstawanie siły elektromotorycznej SEM w obwodzie obejmującym zmienny strumień magnetyczny.

Źródło: Encyklopedia popularna PWN, Warszawa 1982.

Strumień

Magnetyczny

powierzchnia

Wektor indukcji

Magnetycznej

Prawo Faraday'a: siła elektromotoryczna indukcji jest proporcjonalna do prędkości zmiany strumienia magnetycznego:

Potrzebne wzory:

SEM w uzwojeniu wtórnym:

Napięcie na końcach uzwojenia wtórnego:

SEM u uzwojeniu pierwotnym:

Napięcie na końcach uzwojenia pierwotnego:

Stosunek liczby zwojów w obu uzwojeniach ( przekładnia transformatora ):

Sprawność transformatora:

Obliczenia:

1. Wyznaczanie przekładni transformatora

W celu zbadania przekładni transformatora należy zbudować obwód składający się z transformatora i dwóch woltomierzy połączonych równolegle. Jeden woltomierz podłączony jest do uzwojenia pierwotnego, a drugi do uzwojenia wtórnego. W celu dostarczenia prądu do uzwojenia pierwotnego należy podłączy zasilacz lub autotransformator. Ustawiamy napięcie zasilające obwód pierwotny na wartość U1 i odczytujemy wartość U2. Pomiar powtarzamy dla kilku różnych wartości napięcia.

Pomiar 1:

U₁ [V] = 4.13 U₂[V] = 0.57 k= U₂/ U₁ = 0.14

Pomiar 2:

U₁ [V] = 7.23 U₂[V] = 1 k= U₂/ U₁ = 0.14

Pomiar 3:

U₁ [V] = 9.76 U₂[V] = 1.3 k= U₂/ U₁ = 0.13

Pomiar 4:

U₁ [V] = 13 U₂[V] = 1.8 k= U₂/ U₁ = 0.14

Pomiar 5:

U₁ [V] = 16 U₂[V] = 2.2 k= U₂/ U₁ = 0.14

Pomiar 6:

U₁ [V] = 18 U₂[V] = 2.5 k= U₂/ U₁ = 0.14

Pomiar 7

U₁ [V] = 21.3 U₂[V] = 3 k= U₂/ U₁ = 0.14

Średnia k_s= (0.14+0.13+0.14+0.14+0.14+0.14+0.14)/7=0.139

Rachunek błędu ( k-ks ):

Δk1 = 0.001

Δk2 = -0.009

Δk3 = 0,001

Δk4 = 0,001

Δk5 = 0.001

Δk6 = 0,001

Δk7 = 0,001

Δk8 = 0.001

2. Wyznaczanie sprawności transformatora:

Aby wyznaczyć sprawność transformatora należy do transformatora podłączyć dwa woltomierze równolegle i dwa amperomierze szeregowo tak, że jeden woltomierz i amperomierz podłączony będzie do uzwojenia pierwotnego. A drugi woltomierz i amperomierz będzie podłączony do uzwojenia wtórnego. Do uzwojenia wtórnego podłączamy również rezystor suwakowy i ustawiamy go tak by wskazywał opór

maksymalny.

Obwód pierwotny			Obwód wtórny				η
U1 [V]	I1[mA]	P1[mW]	U2[V]	I2[mA]	P2[mW]	[%]
20.41	16.6	338.8	1.77	113.2	200.36		59
20.53	12.1	248.41	2.1	81.6	171.36		69
20.6	8.7	179.22	2.32	57.1	132.47		74
20.65	6.6	136.23	2.47	42.2	104.23		76
20.68	5.2	107.5	2.57	32.1	82.5		77
20.68	4.3	88.92	2.63	25.8	67.85		76
20.7	3.3	68.4	2.7	18.2	49.14		71
20.72	2.7	55.94	2.7	13.3	35.91		64
20.77	2.1	43.56	2.8	9.1	25.48		58
20.78	1.7	35.33	2.83	5.4	15.28		43
20.8	1.4	29.08	2.85	2.76	7.86		27
20.79	1.27	26.38	2.86	1.4	4		1.5

Rachunek błędu:

---