LABORATORIUM Z ELEKTROTECHNIKI
Wydział Fizyki Technicznej Politechniki Poznańskiej: Fizyka Techniczna Semestr: III Grupa: 3		Temat: Badanie transformatora jednofazowego.
Marek Kus Łukasz Oleś Mateusz Pawłowski	Data wykonania 10.12.2009 r.	Data oddania: 7.1.2010 r.	Ocena:	Podpis:

1.Wstęp Teoretyczny

Transformator jest urządzeniem elektrycznym przeznaczonym do zamiany układu napięć i prądów przemiennych na układ napięć i prądów o innych z reguły wartościach, lecz takiej samej częstotliwości. Energia elektryczna w transformatorze przekazywana jest z jednego obwodu do drugiego za pośrednictwem pola elektromagnetycznego.

Budowa transformatora

Każdy transformator składa się z trzech podstawowych elementów:

- uzwojenie pierwotnego

- uzwojenie wtórnego

- rdzenia ferromagnetycznego (w specjalnych zastosowaniach stosuje się transformatory bez rdzenia. Są to tzw. Transformatory powietrzne)

Uzwojenia pierwotne i wtórne stanowią obwody elektryczne transformatora, a rdzeń jest obwodem magnetycznym. Uzwojenia, które tworzą cewki, nie są ze sobą połączone elektrycznie, tylko sprzęgnięte strumieniem magnetycznym przenikającym rdzeń. Dzięki istnieniu obwodu magnetycznego, prawie cały strumień jest sprzęgnięty z obydwoma uzwojeniami transformatora.

Buduje się dwa rodzaje transformatorów jednofazowych różniące się kształtem obwodu magnetycznego (rdzenia). Są to: transformatory rdzeniowe (Rys. 2a) i transformatory płaszczowe (Rys. 2b). Części rdzenia, na których są umieszczone uzwojenia nazywamy kolumnami lub słupami, a części łączące kolumny - jarzmami. Przestrzeń zawartą pomiędzy kolumną a jarzmem nazywa się oknem. W jednofazowym transformatorze rdzeniowym (Rys. 2a) uzwojenie pierwotne i wtórne są dzielone na połówki i umieszczone na obu kolumnach, pola przekrojów kolumn i jarzm są wówczas jednakowe.

Rys. 2. Zasada budowy transformatora jednofazowego: a) rdzeniowego b) płaszczowego

1 - kolumny, 2 - jarzma

Rdzenie transformatorów wykonuje się z stali transformatorowej. Jest to stal w której nie występuje, lub występuje w niewielkim stopniu zjawisko prądów wirowych oraz magnetostrykcji. Oba czynniki są odpowiedzialne za tzw. straty mocy w żelazie. Stal transformatorowa to stal niskostopowa o podwyższonej zawartości krzemu. Rdzeń tworzą blachy o grubości 0,3 - 0,5mm, które pokrywa się cienką warstwą materiału izolacyjnego (np. papieru, lakieru, szkła wodnego) i składa w pakiety. Izolacja między blachami ogranicza prądy wirowe, a tym samym zapobiega nadmiernemu nagrzaniu rdzenia.

Zasada działania transformatora

2. Tabela pomiarowa

W przeprowadzonym doświadczeniu użyty został transformator jednofazowy rdzeniowy o poniższych parametrach (odczytanych z tabliczki znamionowej transformatora, oraz podane przez prowadzącego):

R₁ = 0,38 [Ω]

L₁ = 0,20 [H]

R₁ = 0,05 [Ω]

L₂ = 7,20 [H]

Stan Jałowy
Lp.	U_1	I_0	P_0	U_2	I_fe	I_u	cos φ0	ΔPfe
	[V]	[A]	[W]	[V]	[A]	[A]	-	[W]
1	40	0,065	1	7	0,001622	0,065	0,3846	0,9984
2	80	0,130	4,5	15	0,007302	0,1298	0,4327	4,4936
3	120	0,180	10	25	0,014982	0,1794	0,4630	9,9877
4	160	0,320	18	32	0,035922	0,318	0,3516	17,961
5	200	0,680	28	38	0,094603	0,6734	0,2059	27,824
6	220	0,980	34	45	0,149829	0,9685	0,1577	33,635

Stan Obciążenia
Lp.	U1	I1	P1	U2	I2	P2	cos φ0	η
	[V]	[A]	[W]	[V]	[A]	[W]	-	[%]
1	220	8	1800	42	39	1650	0,997783	91,67
2	220	7	1440	43	31	1300	0,991736	90,28
3	220	6	1280	44	28	1200	0,986133	93,75
4	220	5	1000	44	22	950	0,988142	95,00
5	220	4	840	45	18	800	0,954545	95,24
6	220	2	460	46	10	400	0,871212	86,96
7	220	1	20	47	0	0	0,090909	0,00

Stan Zwarcia
Lp.	I	U	P	cos φz	ΔPcu
	[V]	[A]	[W]	-	[W]
1	7	5,8	30	0,738916256
2	3	2,7	10	1,234567901
3	0	0	0	-	-

3. Analiza wyników

Przykładowe obliczenie dla stanu jałowego

Obliczenie dokonane dla pomiaru nr. 4

Przykładowe obliczenie dla stanu obciążonego

Obliczenie dokonane dla pomiaru nr. 5

Przykładowe obliczenie dla zwarcia

Obliczenie dokonane dla pomiaru nr. 1

4. Wnioski i uwagi

• Rrrr

• Rr

• Rr

• R

• Rr

• r

---