ZOFIA KUJAWA 22.10.2004

GRUPA 11

WETERYNARIA

Ćw. 52 Badanie transformatora

1.Teoria

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej: zjawisko to polega na wzbudzaniu w obwodzie elektrycznym siły elektromotorycznej indukcji E (w skrócie SEM) pod wpływem zmiany w czasie strumienia magnetycznego przenikającego ten obwód.

Prawo indukcji Farraday'a: indukowana w obwodzie SEM równa jest wziętej ze znakiem ujemnym szybkości, z jaką zmienia się strumień przechodzący przez ten obwód.

Transformator elektryczny: urządzenie elektryczne przetwarzające prąd elektryczny (zmienny) o danym napięciu na prąd o innym (wyższym lub niższym) napięciu.

Przekładnia transformatora: stosunek napięcia prądu w uzwojeniu wtórnym do napięcia w uzwojeniu pierwotnym lub stosunek liczby zwojów w uzwojeniu wtórnym do liczby zwojów w uzwojeniu pierwotnym.

Sprawność transformatora: jest to stosunek mocy prądu w uzwojeniu wtórnym do mocy prądu w uzwojeniu pierwotnym.

2.Cel doświadczenia

Celem doświadczenia jest wyznaczenie sprawności transformatora i jej zależności od mocy prądu w uzwojeniu wtórnym.

3.Wykonanie doświadczenia

Po zbudowaniu obwodu elektrycznego według podanego schematu rozpoczynamy pomiary. Polegają one na ustawieniu napięcia
- zasilającego obwód pierwotny i odczytaniu wartości
czyli napięcia zasilającego obwód wtórny. Następnie ze wzoru k=

obliczamy wartość przekładni k transformatora dla każdego pomiaru , po czym obliczamy jej wartość średnią
(obwód składa się z zasilacza i dwóch woltomierzy).

Następnie budujemy drugi obwód składającego się z zasilacza, dwóch woltomierzy, dwóch amperomierzy i opornika. Przystępujemy do pomiarów mających na celu wyznaczeniu sprawności transformatora. Po pierwsze ustawiam napięcie zasilacza na wartości bliskiej maksymalnej i przy największej wartości oporu suwakowego R odczytuje napięcie i natężenia w uzwojeniach transformatora. Powtarzam te pomiary dla coraz to mniejszych wartości oporu R. Dla każdego pomiaru obliczam sprawność transformatora. Na koniec sporządzam wykres zależności sprawności transformatora od mocy prądu w uzwojeniu wtórnym
.

Po wykonaniu rachunku błędów dla kilku pomiarów wartości błędów
(błąd bezwzględny sprawności transformatora),
(błąd bezwzględny mocy prądu w uzwojeniu wtórnym) zaznaczam te błędy na wykresie.

4. Obliczenia

a) Wyznaczam wartości przekładni transformatora k

gdzie:

- napięcie wtórne [V]

- napięcie pierwotne [V]

[V}	[V]
20	2,1	0,105
40	4,6	0,115
62	7,6	0,122
80	10,5	0,131
102	12,5	0,122
124	15,5	0,125
144	18	0,125
168	21	0,125
Wartość średnia		0,121

b) Wyznaczam sprawność transformatora
=
[%]

[W] gdzie:

napięcie pierwotne [V]

natężenie prądu w uzwojeniu pierwotnym [A]

[W] gdzie:

napięcie wtórne [V]

natężenie prądu w uzwojeniu wtórnym [A]

Obwód pierwotny			Obwód wtórny
[V]	[A]	[W]	[V]	[A]	[W]	[%]
208	0,64	133,12	30	4,8	144	108,1
208	0,52	108,16	30	3,9	117	108,1
208	0,42	87,36	25,5	3,1	79,05	90,4
208	0,34	70,72	25,5	2,5	63,75	90,1
208	0,28	58,24	26	2	52	89,2
208	0,24	49,92	26	1,7	44,2	88,5
208	0,2	41,6	26	1,4	36,4	87,5
208	0,18	37,44	26	1,2	31,2	83,3

5. Rachunek błędów

a) przekładnia transformatora

☻ dla pomiaru pierwszego ∆k = │ 0,121 - 0,105 │ = 0,016

☻ dla pomiaru drugiego ∆k = │ 0,121 - 0,115 │ = 0,006

☻ dla pomiaru trzeciego ∆k = │ 0,121 - 0,122 │ = 0,001

☻ dla pomiaru czwartego ∆k = │ 0,121 - 0,131 │ = 0,01

☻ dla pomiaru piątego ∆k = │ 0,121 - 0,122 │ = 0,001

☻ dla pomiaru szóstego ∆k = │ 0,121 - 0,125 │ = 0,004

☻ dla pomiaru siódmego ∆k = │ 0,121 - 0,125 │ = 0,004

☻ dla pomiaru ósmego ∆k = │ 0,121 - 0,125 │ = 0,004

b) sprawność transformatora

! ! ! pomiary I i II nie będą brane pod uwagę ! ! !

η = U₂ ּ I₂ / U₁ ּ I₁

∆U₁ = 1,5

∆I₁ = 0,006

∆U₂ = 0,6

∆I₂ = 0,05

☻ dla pomiaru trzeciego

∆η₃ = 90,4 (1,5/208 + 0,006/0,42 + 0,6/25,5 + 0,05/3,1) = 90,4 (0,00721 + 0,01428 + 0,02352 + 0,01612) = 90,4 ּ 0,06113 = 5,526

η₃ = (90 ± 6)

☻ dla pomiaru czwartego

∆η₄ = 90,1 (1,5/208 + 0,006/0,34 + 0,6/25,5 + 0,05/2,5) = 90,1 (0,00721 + 0,01764 + 0,02352 + 0,02) = 90,1 ּ 0,06837 = 6,16

η₄ = (90 ± 7)

☻ dla pomiaru piątego

∆η₅ = 89,2 (1,5/208 + 0,006/0,28 + 0,6/26 + 0,05/2) = 89,2 (0,00721 + 0,02142 + 0,02307 + 0,025) = 89,2 ּ 0,0767 = 6,84

η₅ = (89 ± 7)

☻ dla pomiaru szóstego

∆η₆ = 88,5 (1,5/208 + 0,006/0,24 + 0,6/26 + 0,05/1,7) = (0,00721 + 0,025 + 0,02307 + 0,02941) = 88,5 ּ 0,08469 = 7,49

η₆ = (89 ± 8)

☻ dla pomiaru siódmego

∆η₇ = 87,5 (1,5/208 + 0,006/0,2 + 0,6/26 + 0,05/1,4) = 87,5 (0,00721 + 0,03 + 0,02307 + 0,03571) = 87,5 ּ 0,09599 = 8,39

η₇ = (88 ± 9)

☻ dla pomiaru ósmego

∆η₈ = 83,3 = (1,5/208 + 0,006/0,18 + 0,6+26 + 0,05/1,2) = 83,3 (0,00721 + 0,0333 + 0,02307 + 0,04166) = 83,3 ּ 0,10524 = 8,76

∆η₈ = (83 ± 9)

c) błąd ∆P₂

∆P₂ = P₂ (∆U₂/U₂ + ∆I₂/I₂)

☻ dla pomiaru trzeciego

∆P2₃ = 79,05 (0,6/25,5 + 0,05/3,1) = 79,05 (0,02352 + 0,016129) = 3,13

P2₃ = (79 ± 4)

☻ dla pomiaru czwartego

∆P2₄ = 63,75 (0,6/25,5 + 0,05/2,5) = 63,75 (0,02352 + 0,02) = 2,77

P2₄ = (64 ± 3)

☻ dla pomiaru piątego

∆P2₅ = 52 (0,6/26 + 0,05/2) = 52 (0,02307 + 0,025) = 2,49

P2₅ = (52 ± 3)

☻ dla pomiaru szóstego

∆P2₆ = 44,2 (0,6/26 + 0,05/1,7) = 44,2 (0,02307 + 0,02941) = 2,31

P2₆ = (44 ± 3)

☻ dla pomiaru siódmego

∆P2₇ = 36,4 (0,6/26 + 0,05/1,4) = 36,4 (0,02307 = 0,03571) = 2,13

P2₇ = (37 ± 3)

☻ dla pomiaru ósmego

∆P2₈ = 31,2 (0,6/26 + 0,05/1,2) = 31,2 (0,02307 + 0,04166) = 2,01

P2₈ = (31 ± 2)

6. Wnioski

Pomiary pierwszy i drugi nie były brane pod uwagę, ponieważ były robione w skrajnym wychyleniu wskazówki amperomierza i ich wyniki są niewłaściwe.

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że napięcie w obwodzie pierwotnym jest znacznie większe niż w obwodzie wtórnym, natomiast natężenie jest większe w obwodzie wtórnym niż w pierwotnym. Z czego wynika, że moc prądu w uzwojeniu wtórnym jest nieco większa niż w pierwotnym.

Przy zmniejszaniu natężenia prądu straty prądu również ulegają niewielkiemu zmniejszeniu. Widać także, że przy zmniejszaniu mocy prądu zmniejsza się także sprawność transformatora.

---