1) Celem ćwiczenia było poznanie budowy i zasady działania transformatora oraz pomiarowe wyznaczenie jego podstawowych parametrów i charakterystyk. Ćwiczenie obejmowało:

1. pomiar parametrów transformatora w stanie jałowym,

2. pomiar parametrów transformatora w stanie zwarcia.

SPIS PRZYRZĄDÓW

• transformator jednofazowy

• amperomierz LE - 3P; szt. 2

• watomierz LW - 1szt. 2

• woltomierz LE - 3 szt. 2

• przewody połączeniowe

Transformator jest urządzeniem służącym do przetwarzania energii elektrycznej prądu przemiennego z jednej wartości na inną wartość napięcia. Transformator zbudowany jest z: rdzenia ferromagnetycznego, oraz dwóch uzwojeń - uzwojenia pierwotnego i wtórnego.
W celu zmniejszenia strat transformatora rdzeń wykonany jest z pakietu izolowanych blach stalowych. Uzwojenia umieszczone są na pionowych kolumnach rdzenia połączonych ze sobą jarzmem. Uzwojenie pierwotne N₁­ przyłączone jest do sieci zasilającej, zaś uzwojenie N₂ przyłączamy do odbiornika.

Schemat połączeń transformatora.

Stosunek sił elektromotorycznych nosi nazwę przekładni transformatora.

W transformatorze straty mocy dzielimy na:

• ΔP_Fe - straty mocy w rdzeniu (zjawisko histerezy i prądy wirowe)

• ΔP_Cu - straty mocy w uzwojeniu (straty Joule'a na rezystancji uzwojeń)

Transformator charakteryzuje się trzema stanami pracy: bieg jałowy, obciążenie (praca normalna) i zwarcie.

2. Pomiar parametrów transformatora w:

a) stanie jałowym

- przy zamkniętym wyłączniku W1 i otwartym wyłączniku W2 zwiększono autotransformatorem napięcie U₁, aż do napięcia znamionowego Un = 110 V;

- dokonano pomiarów prądu biegu jałowego Io, napięcia U₂ i strat mocy w transformatorze dla różnych wartości napięcia U₁;

- wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli.

Lp.	U1	Io	U2	Po	ΔPfe	Iμ	Ife	cosϕ0	K	Rfe	Xμ
-	V	A	V	W	W	A	A	-	-	Ω	Ω
1	20	0,01	10	0,50	0,50	0,00	0,02	2,50	2,00	800,10
2	40	0,02	20	1,00	1,00	0,00	0,02	1,25	2,00	1600,38
3	60	0,05	30	2,00	2,00	0,04	0,03	0,67	2,00	1801,35	1609,004
4	80	0,06	40	4,00	4,00	0,03	0,05	0,83	2,00	1600,86	2409,137
5	100	0,08	50	6,50	6,50	0,05	0,06	0,81	2,00	1539,37	2141,769
6	120	0,11	60	9,50	9,49	0,08	0,08	0,72	2,00	1516,95	1569,974
7	140	0,13	70	10,00	9,99	0,11	0,07	0,55	2,00	1961,99	1288,351
8	160	0,16	82	11,00	10,98	0,14	0,07	0,43	1,95	2330,53	1107,097
9	180	0,31	92	15,00	14,94	0,30	0,08	0,27	1,96	2168,34	602,6547
10	200	0,70	102	20,00	19,71	0,69	0,10	0,14	1,96	2029,84	288,5874
11	220	0,90	110	26,50	26,01	0,89	0,12	0,13	2,00	1860,54	246,5819
12	240	1,40	120	36,00	34,82	1,39	0,15	0,10	2,00	1654,03	172,3568

b) stanie zwarcia

- w układzie pomiarowym jak wyżej odłączono obciążenie strony wtórnej;

- zwarto przez amperomierz zaciski wtórne transformatora;

- zwiększano powoli napięcie do wartości, przy której prądy płynące w uzwojeniach osiągnęły wartości znamionowe;

- wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabeli.

Lp.	UZ	I1	I2	PZ	cos ϕz	ZZ	RZ	XZ	eZ
-	V	A	A	W	-	Ω	Ω	Ω	%
1	9,2	5	10	40	1	1,84	1,6	0,9	4,18

3) Wykreślono następujące zależności funkcyjne:

P_o = f (U₁); I_o = f (U₁); cosϕ = f (U₁);

E₂

E₁

Uzwojenie

wtórne

Uzwojenie

pierwotne

Z₁ Z₂

Jarzmo

Kolumna

W1

A

W

W

A

W2

U₂

U₁

V

V

Z_obc

---