1. Opisać oraz narysować wykres wektorowy transformatora w stanie zwarcia

   Stanem zwarcia transformatora nazywamy taki stan, w którym do uzwojenia pierwotnego jest doprowadzone napięcie zasilające, a uzwojenie wtórne jest zwarte.

   Napięcie na zaciskach zwartego uzwojenia jest równe zeru i dlatego, mimo ze prąd w nim płynie, nie wydaje ono mocy na zewnątrz do odbiornika. Moc pobierana przez zwarty transformator pokrywa wyłącznie straty, zamieniając się całkowicie w ciepło.

Zwarcie występujące przy pełnym napięciu zasilającym nazywamy zwarciem awaryjnym. Prąd płynący w uzwojeniach transformatora jest wówczas od kilku do kilkudziesięciu razy większy od prądu znamionowego. Stan ten jest niebezpieczny dla transformatorów z dwóch powodów:

- powstają bardzo duże siły dynamiczne działające na uzwojenia (proporcjonalne do kwadratu prądu),

- całkowita moc pobrana w tym stanie wydziela się w postaci ciepła, copowoduje szybki wzrost temperatury uzwojeń, a w konsekwencji uszkodzenie izolacji.
W chwili wystąpienia awarii mamy do czynienia ze stanem, nieustalonym, co potęguje skutki zwarcia.

Przy napięciu wtórnym równym zeru napięcie pierwotne rozkłada się jedynie na napięcia na impedancjach uzwojeń transformatora. Indukowana siła elektromotoryczna E_l = E₁’ jest równa w przybliżeniu połowie napięcia pierwotnego U₁. W stanie zwarcia pomiarowego napięcie E₁ wynosi kilka procent napięcia znamionowego. Wtedy prąd magnesujący, zmieniający się w funkcji napięcia według krzywej magnesowania, jest pomijalnie mały w stosunku do znamionowych prądów w uzwojeniach transformatora. Oznacza to bardzo dużą wartość reaktancji w schemacie zastępczym transformatora, czyli przerwę w gałęzi X na schemacie zastępczym. Ponieważ straty w rdzeniu ΔP_Fe są proporcjonalne do kwadratu indukcji, czyli do kwadratu napięcia, (bo U ~ B), które w tym przypadku jest rzędu kilku procent napięcia znamionowego, można je pominąć (gdyż stanowią one ułamek procenta znamionowych strat w rdzeniu). Oznacza to dużą wartość rezystancji R_Fe w schemacie zastępczym, czyli przerwę w gałęzi R_Fe. Wynika stąd przerwa w całej gałęzi poprzecznej w schemacie zastępczym transformatora i wartość prądu I_o=I_μ+I_Fe = 0.

Schemat transformatora w stanie zwarcia i wykres wektorowy:

Schemat układu pomiarowego transformatora w stanie zwarcia i charakterystyki zwarcia:

2.Podaćcharakterystyke regulacji w pierwszej fazie silnika szeregowego

Prędkość obrotową silnika jednofazowego szeregowego malej mocy można regulować przez:

- włączenie szeregowe rezystancji,

- zmianę liczby zwojów uzwojenia wzbudzającego.

Silniki szeregowe jednofazowe można budować na stosunkowo duże prędkości. Duże prędkości umożliwiają uzyskanie z małej objętości znacznej mocy silni­ka.

Poprzez zmianę napięcia na zaciskach silnika można uzyskać różne wartości prędkości obrotowej silnika. Zależność prędkości obrotowej od napięcia zasilania jest prostoliniowa.

Jak widać prędkość obrotowa silnika równa jest jeszcze zero, mimo że napięcie na zaciskach silnika osiągnęło już wartość większą od zera. Spowodowane jest to oporami mechanicznymi, które są na tyle znaczne, że równoważą moment rozwijany przez silnik i do dopiero przy dalszym wzroście tego momentu a więc przy wzroście napięcia na zaciskach możliwy jest jego rozruch.

Regulacja prędkości obrotowej przez regulację prądu wzbudzenia:

Prąd magnesujący silnika szeregowego można regulować za pomocą opornika R_b włączonego równolegle do uzwojenia wzbudzenia. Dla danej wartości rezystancji R_b w stanie ustalonym przez uzwojenie wzbudzenia płynie prąd I_m, przez rezystancję bocznikującą to uzwojenie – prąd I_b zaś przez uzwojenie twornika – prąd I. Dla wartości prądu wzbudzenia I_m < I wyrażenia na strumień magnetyczny i moment silnika ma postać: Ø=cI·I_m. Moment ten uzyskuje się więc przy prądzie wzbudzenia I_m mniejszym oraz przy prądzie twornika I większym od prądu, jaki przy tym samym momencie płynąłby przez uzwojenia silnika bez rezystancji R_b, co spowodowane jest równoległym połączeniem rezystancji wzbudzenia i rezystancji R_b. Zmniejszeniu prądu wzbudzenia towarzyszy wzrost prędkości obrotowej, a więc zmniejszając wartość rezystancji R_b uzyskuje się zwiększenie prędkości obrotowej silnika. Regulacja prędkości obrotowej silnika tą metodą pozwala na dwukrotne zwiększenie prędkości obrotowej w stosunku do prędkości znamionowej, czyli pozwala na zredukowanie prądu wzbudzenia do połowy wartości prądu znamionowego, przy obciążeniu znamionowym. Dalsze zmniejszanie prądu wzbudzenia stwarza niebezpieczeństwo rozbiegania się silnika.

3 . Narysować i opisać charakterystyke mechaniczną silnika klatkowego(pytanie z cwiczen)