Cel i zakres ćwiczenia: celem ćwiczenia było poznanie zasady działania transformatora oraz wyznaczenie jego charakterystyki w biegu jałowym oraz w stanie zwarcia.

Pomiar charakterystyk stanu jałowego: po podłączeniu układu, naszym zadaniem było mierzenie wartości przepływającego prądu w zależności od danego napięcia na źródle, oraz zmierzenie dolnego napięcia prądu.

Schemat stanowiska pomiarowego:



Tabela pomiarowa oraz przykłady obliczeń:

strona górnego napięcia	moc	cos f	IFe	strona dolnego napięcia	q	qśr
U1	U2	Uśr	I2	I2	Iśr	a1
V	V	V	A	A	A	dz
200	204	202	0,27	0,26	0,27	2
250	250	250	0,38	0,36	0,37	1
300	300	300	0,58	0,56	0,57	-6,5
350	344	347	0,96	0,89	0,93	-10
380	372	376	1,37	1,28	1,33	-19
400	400	400	1,85	1,7	1,78	-28
420	420	420	2,55	2,3	2,43	-41

C_w - stała watomierza = V∙A/100
I_Fe – prąd płynący w rdzeniu transformatora
cos f- współczynnik mocy
P₀ = (α₁+α₂) • C_w = (2+11) • 5 = 65 W

$$\cos{\varphi = \frac{P_{0}}{\sqrt{3} \bullet U_{sr} \bullet I_{sr}}} = \frac{65}{\sqrt{3} \bullet 202 \bullet 0,27} = 0,701$$

$$\vartheta = \frac{U_{srednie - gorne}}{U_{srednie - dolne}} = \frac{202}{118,33} = 1,71$$

Pomiar charakterystyk stanu zwarcia: naszym zadaniem była modyfikacja wcześniejszego układu, tak by działał on w stanie zwarcia oraz pomiar natężenia płynącego prądu.
Schemat stanowiska pomiarowego:

Tabela pomiarowa oraz przykłady obliczeń:

U1	U2	Uśr	I2	I2	Iśr	a1	a2	Cw	P0	cos f	R1=R2`	X1=X2`	Zz
V	V	V	A	A	A	dz	dz	W/dz	W	-	Ω	Ω	Ω
10	9,2	9,6	6,6	6,5	6,55	11	12	5	115	1,056	0,45	0,58	1,47

Z_z – impedancja zwarcia transformatora
R₁ – rezystancja
X₁ – reaktancja
U_śr = U_zwarcia

$${\cos{\varphi = \frac{P_{0}}{\sqrt{3} \bullet U_{sr} \bullet I_{sr}}} = \frac{115}{\sqrt{3} \bullet 9,6 \bullet 6,55} = 1,056 \approx 1}{R_{1} = R_{2}^{'} = \frac{1}{2} \bullet \frac{P_{0}}{3 \bullet I_{sr}^{2}} = \frac{115}{6 \bullet \left( 6,55 \right)^{2}} = 0,45\mathrm{\Omega}}{X_{1} = X_{2}^{'} = \frac{1}{2}\sqrt{\left( \frac{U_{sr}}{I_{sr}} \right)^{2} - (2R_{1})} = \frac{1}{2}\sqrt{\left( \frac{9,6}{6,55} \right)^{2} - (2 \bullet 0,45)} = 0,58\mathrm{\Omega}}{R_{z} = R_{1} + R_{2}^{'} = 2 \bullet R_{1}}{X_{z} = X_{1} + X_{2}^{'} = 2 \bullet X_{1}}{Z_{z} = \sqrt{R_{z}^{2} + X_{z}^{2}} = \sqrt{\left( 2 \bullet 0,45 \right)^{2} + \left( 2 \bullet 0,58 \right)^{2}} = 1,47\mathrm{\Omega}}$$

Wnioski

Z wykresów można zauważyć, że charakterystyka P₀=f(U) i I=f(U) wzrastają wykładniczo. Z kolei charakterystyka I_fe=f(U) wzrasta liniowo i ma mniejsze wartości niż I. Charakterystyka współczynnika mocy maleje wraz ze wzrostem przyłożonego napięcia. Współczynnik ten zbliża się do zera, czyli odbiornik może przyjmować coraz mniej mocy ze źródła. Wykreślone zależności są podobne do wykresów dla stanu jałowego transformatora trójfazowego zawartymi w instrukcji do ćwiczenia.

Pomiar przekładni transformatora wykazał, że jest ona stała pomimo wzrostu napięcia a jej wartość wynosi 1,71. Z uwagi na tylko jeden pomiar w stanie zwarcia transformatora niemożliwym było wykreślenie charakterystyk dla stanu zwarcia.