Sprawozdanie z ćwiczenia 52
Badanie transformatora
Cel ćwiczenia:
Wyznaczenie przekładni transformatora
Wyznaczenie sprawności transformatora
Wprowadzenie:
Transformator: przyrząd wyzyskujący zjawisko indukcji magnetycznej do przenoszenia energii lub sygnałów z jednego obwodu elektrycznego do drugiego.
Indukcja elektromagnetyczna: powstawanie siły elektromotorycznej SEM w obwodzie obejmującym zmienny strumień magnetyczny.
Źródło: Encyklopedia popularna PWN, Warszawa 1982.
Strumień
Magnetyczny
powierzchnia
Wektor indukcji
Magnetycznej
Prawo Faraday'a: siła elektromotoryczna indukcji jest proporcjonalna do prędkości zmiany strumienia magnetycznego:
Potrzebne wzory:
SEM w uzwojeniu wtórnym:
Napięcie na końcach uzwojenia wtórnego:
SEM u uzwojeniu pierwotnym:
Napięcie na końcach uzwojenia pierwotnego:
Stosunek liczby zwojów w obu uzwojeniach ( przekładnia transformatora ):
Sprawność transformatora:
Obliczenia:
Wyznaczanie przekładni transformatora
W celu zbadania przekładni transformatora należy zbudować obwód składający się z transformatora i dwóch woltomierzy połączonych równolegle. Jeden woltomierz podłączony jest do uzwojenia pierwotnego, a drugi do uzwojenia wtórnego. W celu dostarczenia prądu do uzwojenia pierwotnego należy podłączy zasilacz lub autotransformator. Ustawiamy napięcie zasilające obwód pierwotny na wartość U1 i odczytujemy wartość U2. Pomiar powtarzamy dla kilku różnych wartości napięcia.
Pomiar 1:
U1 [V] = 4.13 U2[V] = 0.57 k= U2/ U1 = 0.14
Pomiar 2:
U1 [V] = 7.23 U2[V] = 1 k= U2/ U1 = 0.14
Pomiar 3:
U1 [V] = 9.76 U2[V] = 1.3 k= U2/ U1 = 0.13
Pomiar 4:
U1 [V] = 13 U2[V] = 1.8 k= U2/ U1 = 0.14
Pomiar 5:
U1 [V] = 16 U2[V] = 2.2 k= U2/ U1 = 0.14
Pomiar 6:
U1 [V] = 18 U2[V] = 2.5 k= U2/ U1 = 0.14
Pomiar 7
U1 [V] = 21.3 U2[V] = 3 k= U2/ U1 = 0.14
Średnia ks= (0.14+0.13+0.14+0.14+0.14+0.14+0.14)/7=0.139
Rachunek błędu ( k-ks ):
Δk1 = 0.001
Δk2 = -0.009
Δk3 = 0,001
Δk4 = 0,001
Δk5 = 0.001
Δk6 = 0,001
Δk7 = 0,001
Δk8 = 0.001
Wyznaczanie sprawności transformatora:
Aby wyznaczyć sprawność transformatora należy do transformatora podłączyć dwa woltomierze równolegle i dwa amperomierze szeregowo tak, że jeden woltomierz i amperomierz podłączony będzie do uzwojenia pierwotnego. A drugi woltomierz i amperomierz będzie podłączony do uzwojenia wtórnego. Do uzwojenia wtórnego podłączamy również rezystor suwakowy i ustawiamy go tak by wskazywał opór
maksymalny.
Obwód pierwotny |
Obwód wtórny |
η |
||||||
U1 [V] |
I1[mA] |
P1[mW] |
U2[V] |
I2[mA] |
P2[mW] |
[%] |
||
20.41 |
16.6 |
338.8 |
1.77 |
113.2 |
200.36 |
59 |
||
20.53 |
12.1 |
248.41 |
2.1 |
81.6 |
171.36 |
69 |
||
20.6 |
8.7 |
179.22 |
2.32 |
57.1 |
132.47 |
74 |
||
20.65 |
6.6 |
136.23 |
2.47 |
42.2 |
104.23 |
76 |
||
20.68 |
5.2 |
107.5 |
2.57 |
32.1 |
82.5 |
77 |
||
20.68 |
4.3 |
88.92 |
2.63 |
25.8 |
67.85 |
76 |
||
20.7 |
3.3 |
68.4 |
2.7 |
18.2 |
49.14 |
71 |
||
20.72
|
2.7 |
55.94 |
2.7 |
13.3 |
35.91 |
64 |
||
20.77
|
2.1 |
43.56 |
2.8 |
9.1 |
25.48 |
58 |
||
20.78
|
1.7 |
35.33 |
2.83 |
5.4 |
15.28 |
43 |
||
20.8
|
1.4 |
29.08 |
2.85 |
2.76 |
7.86 |
27 |
||
20.79
|
1.27 |
26.38 |
2.86 |
1.4 |
4 |
1.5 |
Rachunek błędu: