Laboratorium Teorii obwodów Wydział Elektrotechniki Automatyki i Informatyki Politechnika Świętokrzyska
Studia: Stacjonarne I stopnia
Data wykonania: 27.10.2014
Ocena
Numer ćwiczenia:
5

1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia było zbadanie dławika i transformatora w stanie jałowym, zwarcia i zaobserwowanie pętli histerezy na oscyloskopie oraz wykonanie obliczeń z otrzymanych wyników.

1. Schemat :

• Układ pomiarowy do badania dławika oraz transformatora w stanie jałowym:

• Układ pomiarowy do badania transformatora w stanie zwarcia:

• Układ pomiarowy do obserwacji pętli histerezy:

Przyrządy:

V1– woltomierz analogowy ;zakres 300V

V2 – woltomierz analogowy; zakres 30V

A1 – amperomierz analogowy; zakres 0,3

A2 - amperomierz analogowy; zakres 1A

W- watomierz analogowy; zakres prądowy: 1A ; zakres napięciowy: 200V

oscyloskop

1. Tabele pomiarowe :

Pomiary dławika oraz transformatora w stanie jałowym:

L.p.	|U10|	|U20|	|I10|	P0	R	PFe	GFe	B	cosφ0
	V	V	A	W	Ω	W	S	S	-
1.	134	17	0,07	6	5,8	4,04	0,0002247	0,000522	0,43
2.	170	19	0,085	8	5,8	4,84	0,0001675	0,000500	0,34
3.	190	21,5	0,105	10	5,8	6,04	0,0001674	0,000553	0,31
4.	210	23,75	0,13	14	5,8	9,15	0,0002074	0,000619	0,34
5.	220	24,75	0,142	15	5,8	9,66	0,0001997	0,000645	0,31
6.	230	26	0,16	17	5,8	11,15	0,0002107	0,000696	0,31
7.	250	28,25	0,195	20	5,8	13,04	0,0002086	0,000780	0,27
8.	260	29,5	0,22	23	5,8	15,43	0,0002282	0,000846	0,27

Pomiary transformatora w stanie zwarcia:

L.p.	|U1z|	|I1z|	|I2z|	P1z	cosφ
	V	A	A	W	-
1.	4,75	0,15	1	1	1,40
2.	9,75	0,29	2	4	1,41
3.	12,75	0,43	3	9	1,64
4.	17,5	0,57	4	16	1,60
5.	22,5	0,72	5	26	1,60

1. Obliczenia:

Prąd znamionowy

$$I_{N} = \frac{S_{N}}{U_{2}} = \frac{100VA}{24V} = 4,17A$$

1,2I_N=1,2∙4,17A=4,98A

Napięcie znamionowe

1,2U_N =1,2∙220V=264V

Przekładnia transformatora

$$\vartheta = \frac{U_{1}}{U_{2}} = \frac{220V}{24V} = 9,16$$

R_w=30kΩ R_v=30kΩ R=5,8 Ω

Dla dławika oraz transformatora w stanie jałowym:

$$P_{d} = P - \ \frac{\left| U_{10} \right|^{2}}{R_{w}} - \frac{\left| U_{10} \right|^{2}}{R_{v}} = 6W - \frac{\left| 134 \right|^{2}}{30000} - \frac{\left| 134 \right|^{2}}{13420} = 6W - 0,6W - 1,34W = 4,05W$$

P_Fe = P_d − P_u = P_d − R * |I₁₀|² = 4, 05 − 5, 8  * |0,07|² = 4, 05 − 0, 019 ≈ 4, 05W

$$G_{\text{Fe}} = \ \frac{P_{\text{Fe}}}{\left| U_{10} \right|^{2}} = \frac{4,05}{\left| 134 \right|^{2}} = 0,0002254S$$

$$B = \frac{1}{\text{ωL}} \approx \frac{1}{\sqrt{\left| \frac{U_{10}}{I_{10}} \right|^{2} - R^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{\left| \frac{134}{0,07} \right|^{2} - \left( 5,8 \right)^{2}}} = 0,000522$$

$$cos\varphi = \frac{P_{d}}{\left| U_{10} \right|*\left| I_{10} \right|} = \frac{4,05}{134*0,07} = 0,11$$

Dla transformatora w stanie zwarcia:

cosϕ_z=$\frac{P_{1z}}{\left| U_{1z} \right||I_{1z}|}$= $\frac{1}{4,75*0,15}$= 1,4

1. Charakterystyki :

| I₁₀|=f(|U₁₀|)

P₀ = f(|U₁₀|)

cosφ = f(|U₁₀|)

1. Pętla histerezy :

Dla 0,6 A

Dla 0,22A

1. Wnioski :

Ćwiczenie laboratoryjne zostało przeprowadzone zgodnie z zaleceniami prowadzącego. Dla stanu jałowego transformatora zaciski wtórne uzwojenia są otwarte, dołączony jest do nich woltomierz, w takim stanie prąd w uzwojeniu wtórnym jest pomijany, ponieważ rezystancja woltomierza jest bardzo duża.

W stanie zwarcia uzwojenie wtórne transformatora są zwarte poprzez amperomierz.

Maksymalny prąd uzwojenia wtórnego wynosi 4,17 A.

Charakterystyki uzyskane z obliczeń odbiegają od teoretycznych, ponieważ musimy uwzględnić nie zastosowanie miliamperomierza oraz błędy pomiary ,gdyż zakres pomiarowy zastosowanych przyrządów był zbyt duży aby dokładnie odczytać wartości.