POLITECHNIKA LUBELSKA	Laboratorium teorii obwodów i pola elektromagnetycznego
	Ćwiczenie nr 13
Imię i nazwisko: Robert Stępniak Paweł Jędruszko Katarzyna Sułek Dawid Figura	Semestr: III
Temat ćwiczenia: Parametry schematu zastępczego transformatora jednofazowego.	Data wykonania: 19.01.2013

Cel ćwiczenia.

Transformator jest urządzeniem , w którym następuje przekazywanie energii elektrycznej z jednego

obwodu do drugiego za pośrednictwem pola elektromagnetycznego. Transformator jest zbudowany

z dwóch lub większej liczby uzwojeń sprzężonych magnetycznie.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z jego budową i zasadą działania, obliczenie przekładni danego transformatora, rezystancji jego uzwojeń oraz zaobserwowanie zjawisk występujących w stanie zwarcia i w stanie jałowym.

POMIAR PRZEKŁADNI TRANSFORMATORA

Układ pomiarowy do wyznaczania przekładni transformatora

Tabela z pomiarami do wyliczania przekładni transformatora

Lp.	U10	U20	ϑ
	V	V	-
1	50	26	0,52
2	100	54	0,54
3	150	80	0,53
ϑ = 0,53

Przykładowe obliczenia (dla 1 serii)

$$= \frac{U_{10}}{U_{20}} = \frac{26}{50} = 0,52$$

POMIAR REZYSTANCJI UZWOJEŃ (pomiar wykonany omomierzem)

LP.	Uzwojenie pierwotne	Uzwojenie wtórne
	R1[Ω]	R2[Ω]
1	19	6,28

STAN ZWARCIA TRANSFORMATORA

1. Układ pomiarowy do badania stanu zwarcia transformatora

Tabela pomiarowa.

Lp.	U1Z	I1Z	ΔPZ	ZZ	RZ	XZ
	V	A	W	Ω	Ω	Ω
1	43	0,3	4,2	143,33	46,67	135,51
2	86	0,6	16,5	143,33	45,83	135,8
3	130	0,9	37,5	144,44	46,30	136,8
144,07	46,28	136,03

Przykładowe obliczenia:

$$Z_{z} = \frac{U_{1z}}{I_{1z}} = \frac{43}{0,3} = 143,33\ \mathbf{\Omega}$$

$$R_{z} = \frac{\text{ΔP}_{z}}{I_{1z}} = \frac{4,2}{{(0,3)}^{2}} = 46,67\ \mathbf{\Omega}$$

$$X_{z} = \sqrt{{Z_{z}}^{2} - \ {R_{z}}^{2}} = \sqrt{{143,33}^{2} - {46,67}^{2}} = 135,51\ \mathbf{\Omega}$$

STAN JAŁOWY TRANSFORMATORA

Układ pomiarowy do badania stanu jałowego transformatora

1. Tabela pomiarowa:

Lp.	U10=Uog	I10=Iog	PO	IFe	Iμ	RFe	Xμ
	V	A	W	A	A	Ω	Ω
1	260	0,9	10,5	0,040	0,89	6438	289
2	247	0,8	9,5	0,038	0,79	6422	309
3	239	0,7	8	0,033	0,69	7140	342
4	230	0,6	6,5	0,028	0,59	8138	384
5	215	0,5	5	0,023	0,49	9245	430
6	198	0,4	3	0,015	0,39	13068	495
7	187	0,35	2,5	0,013	0,34	13988	535
8	176	0,3	2	0,011	0,29	15488	587
9	161	0,25	1,5	0,009	0,24	17281	644

1. Przykładowe obliczenia (dla pomiaru 4)

$$I_{Fe =}\frac{P_{0}}{U_{10}} = \frac{10,5}{260} = 0,04\ \mathbf{A}$$

$$R_{Fe =}\frac{U_{10}}{I_{\text{Fe}}} = \frac{260}{0,04} = 6438\ \mathbf{\Omega}$$

$$X_{\mathbf{\mu} =}\frac{U_{10}}{I_{\mathbf{\mu}}} = \frac{260}{0,9} = 289\ \mathbf{\Omega}$$

$$I_{\mathbf{\mu}} = \sqrt{{I_{10}}^{2} - {I_{\text{Fe}}}^{2}} = 0,89\ \mathbf{A}$$

Schemat zastępczy transformatora

Wykres wskazowy transformatora w stanie jałowym:

Wykres wskazowy transformatora w stanie zwarcia:

Wnioski:

Pomiary które wykonaliśmy w ćwiczeniu pierwszym informują nas że transformator który badaliśmy jest transformatorem obniżającym, ponieważ jego przekładnia w przybliżeniu wynosi 0,53.

Wskazania watomierza w stanie jałowym odczytane jako moc czynną P₀ jest tracona w transformatorze – które dzielą się na straty w rdzeniu i w uzwojeniach (prąd magnesowania i prądy wirowe) ze względu na bardzo mały prąd płynący przez uzwojenia strony pierwotnej można pominąć straty w uzwojeniach i przyjąć dla stanu jałowego wskazania watomierza za straty w jego rdzeniu. W stanie jałowym można także wyznaczyć wartości takie jak: współczynnik mocy, składową czynną i bierną prądu jałowego, rezystancję i reaktancję transformatora.

W układzie połączeń dla stanu zwarcia transformatora można wyznaczyć jego napięcie zwarciowe (które wynosi od 4-12 % napięcia znamionowego) prąd zwarcia po stronie pierwotnej oraz moc zwarciową. Straty występujące przy tym połączeniu są w przybliżeniu równe stratom w miedzi ponieważ straty w rdzeniu zależą od kwadratu napięcia a ono z kolei w tym układzie połączenia jest bardzo małe.