„BADANIE TRANSFORMATORA JEDNOFAZOWEGO”

Zasada działania transformatora: Płynący przez uzwojenie pierwotne prąd przemienny wytwarza zmienny strumień magnetyczny, który zamyka się w rdzeniu przenikając przez obydwa uzwojenia. Mówiąc inaczej, uzwojenia skojarzone są ze sobą magnetycznie. Strumień indukuje w uzwojeniach siły elektromotoryczne zwane siłami elektromotorycznymi transformacji. Jeżeli napięcie przyłożone do zacisków uzwojenia pierwotnego ma przebieg sinusoidalny, to siła elektromotoryczna indukowana ma również przebieg sinusoidalny

Budowa: Transformator zbudowany jest z dwóch lub więcej cewek (zwanych uzwojeniami), nawiniętych na wspólny rdzeń magnetyczny wykonany zazwyczaj z materiału ferromagnetycznego. Oba obwody są zazwyczaj odseparowane galwanicznie, co oznacza, że nie ma połączenia elektrycznego pomiędzy uzwojeniami, a energia przekazywana jest przez pole magnetyczne. Wyjątkiem jest autotransformator, w którym uzwojenie pierwotne i uzwojenie wtórne posiadają część wspólną i są ze sobą połączone galwanicznie.

4. Wyznaczanie przekładni transformatora

Przekładnię transformatora wyznaczyć w stanie jałowym transformatora. Schemat pomiarowy przedstawia rys. 3. Napięcie zasilające załączone jest na uzwojenie pierwotne transformatora badanego i zaciski 0 – 380 V. Woltomierz uzwojenia wtórnego załączony jest na zaciski oznaczone 0 – 24 V. Autotransformatorem regulacyjnym ATr zmieniamy napięcie na uzwojeniu pierwotnym od 0 do 150 V. Zapisujemy wartości napięć w tabeli. Obliczamy wartość przekładni dla każdej pary napięć. Wyliczamy wartość średnią przekładni.

U1 – napięcie uzwojenia pierwotnego między zaciskami 0 – 380V,

U2 – napięcie uzwojenia wtórnego między zaciskami 0 – 24 V.

Nsr - średnia arytmetyczna obliczonych wartości przekładni dla różnych napięć zasilających

N=U1/U2

Uzwojenie jest to część obwodu magnetycznego odpowiedzialna za wytwarzanie strumienia magnetycznego

Uzwojenie wtórne transformatora to uzwojenie, z którego odbiera się napięcie wyjściowe zwane z tej racji napięciem wtórnym

Uzwojenie pierwotne transformatora to uzwojenie, do którego przykłada się napięcie zasilające zwane również napięciem pierwotnym

Stanem jałowym transformatora nazywamy taki stan w którym uzwojenie pierwotne podłączone jest do źródła zasilania, a uzwojenie wtórne jest otwarte;; w wyniku przepływu prądu przez uzwojenie pierwotne w rdzeniu powstaje strumień magnetyczny, który przenika obydwa uzwojenia oraz strumień związany ze zwojami strony pierwotnej. Strumień główny przenikający uzwojenie wtórne powoduje wyindukowanie źródła napięcia, ale w związku z brakiem przepływu prądu przez uzwojenie wtórne, w związku z rozwarciem powstaje anty strumień magnetyczny blokujący wytwarzanie się coraz mocniejszego strumienia głównego i w ten sposób ogranicza on pobór mocy od strony pierwotnej transformatora do prawie zera.

5. Stan jałowy transformatora

Charakterystyki stanu jałowego transformatora należy wyznaczyć w układzie ze schematu rys. 4 przy wyłączonym obciążeniu tzn. wyłączonych wszystkich żarówkach. Napięcie zasilające należy zmieniać autotransformatorem w zakresie od 0 do 240 V.

Wyniki pomiarów zapisać w tabeli 4. Pozostałe wartości z tabeli należy obliczyć z odpowiednich wzorów.

Na podstawie tabeli należy wykreślić charakterystyki biegu jałowego:

I1 = f (U1), Ro = 0,

P1 = f (U1), Ro = 0,

S1 = f (U1),	Ro = 0,
cos ϕ1 = f (U1),	Ro = 0,

7. Stan obciążenia transformatora.

Pomiary w stanie obciążenia transformatora należy wykonać w układzie przedstawionym na schemacie rys. 4. Napięcie na uzwojeniu pierwotnym badanego transformatora utrzymujemy przy pomocy autotransformatora ATr na stałym poziomie. U1=180 V

Zwiększamy obciążenie transformatora przez dołączanie kolejnych żarówek halogenowych i zapisujemy w tabeli odczyty wskazań przyrządów. Pozostałe wpisy w tabeli należy wykonać na podstawie obliczeń wg wzorów.

Na podstawie tabeli należy wykreślić następujące charakterystyki:

U2	= f (I2)	dla U1 = const. = 180 V,
U2	= f (P2)	dla
I1 = f (I2)	dla	U1 = const. = 180 V,

Oznaczenia literowe w tabelach:

U1 [V] – napięcie uzwojenia pierwotnego transformatora – pomiar woltomierzem,

I1 [A] - prąd w uzwojeniu pierwotnym transformatora - pomiar amperomierzem,

P1 [W] – moc czynna w uzwojeniu pierwotnym transformatora – pomiar watomierzem,

S1 [VA] - moc pozorna pobierana przez transformator - obliczona ze wzoru:

S1 [VA] = U1[V] x I1[A]

cos ϕ₁ - współczynnik mocy energii pobieranej przez transformator badany - obliczany ze

wzoru:

cos ϕ₁ = P1 / S1