AGH Laboratorium				Grupa:
^wydział Inżynieria Biomedyczna	^rok akademicki 2006/2007		^rok studiów I
Temat : Transformator
^data wykonania 29.05.2007		Ocena

CEL ĆWICZENIA:

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z transformatorem jednofazowym, zasadą jego działania i wyznaczenie strat występujących w transformatorze.

WSTĘP TEORETYCZNY:

Transformator jest to urządzenie , w którym następuje przekazywanie energii elektrycznej z jednego obwodu do drugiego za pośrednictwem pola elektromagnetycznego. Transformator jest zbudowany z 2 lub większej liczby uzwojeń sprzężonych magnetycznie. Uzwojenie do którego doprowadzone jest źródło energii elektrycznej nazywamy uzwojeniem pierwotnym, natomiast uzwojenie, do którego jest dołączony odbiornik nazywamy uzwojeniem wtórnym.

Przekładnią transformatora ϑ nazywamy stosunek liczby zwojów uzwojenia pierwotnego do liczby zwojów uzwojenia wtórnego. Jest to też stosunek napięcia pierwotnego do napięcia wtórnego.

Aby wyznaczyć parametry transformatora wykonuje się pomiary transformatora w dwóch stanach: stanie jałowym ( wyznaczamy straty w żelazie czyli w rdzeniu transformatora) i stanie zwarcia (wyznaczamy straty w miedzi czyli straty w uzwojeniach transformatora).

W stanie obciążenia transformatora wyznaczona może być jego sprawność.

PRZEBIEG ĆWICZENIA:

1.Stan jałowy. Strona pierwotna jest zasilana a autotransformatora, w celu wyznaczenia przełożenia transformatora ϋ wykonujemy około 15 pomiarów napięcia i natężenia prądu.

1.1. Schemat pomiarowy.

1.2. Wyznaczenie przekładni transformatora.

U₁=220 V U₂=110 V ϑ = 2,0

1.3. Tabela wyników.

Lp.	U10 [V]	U20 [V]	I0 [A]	Po [W]	RFe [Ω]	Xμ [Ω]	cosϕo	ϑ
1	15	8	0,01	0	*	*	0	1,87
2	30	15	0,02	0	*	*	0	2
3	45	20	0,022	0,5	*	*	0,11	2,25
4	60	28	0,03	1	*	*	0,15	2,14
5	75	36	0,04	2	*	*	0,22	2,08
6	90	44	0,044	2,5	*	*	0,26	2,04
7	105	52	0,046	3,5	*	*	0,34	2,01
8	120	60	0,052	4,5	*	*	0,39	2
9	135	68	0,064	5,5	*	*	0,39	1,98
10	150	76	0,082	7	*	*	0,38	1,97
11	165	84	0,1	8,5	*	*	0,38	1,96
12	180	92	0,15	10,5	*	*	0,32	1,95
13	195	100	0,22	12	*	*	0,25	1,95
14	205	107	0,3	13,5	*	*	0,21	1,91
15	220	111	0,45	15,5	3122,6	496,4	0,16	1,99

1.4. Wzory wykorzystane w obliczeniach:

2.Stan zwarcia. Autotransformatorem ustawiamy takie napięcie na stronie pierwotnej, aby w uzwojeniach popłynęły prądy znamionowe.

2.1. Schemat pomiarowy.

2.2. Tabela wyników.

Lp.	I1N [A]	UZ [V]	P1 [W]	I2N [A]	cosϕZ	UZ%[%]	R1 [Ω]	R2 [Ω]	X1 [Ω]	X2 [Ω]	ZZ [Ω]
1	3,5	34	30	7	0,25	15,4	1,22	0,306	4,68	1,17	9.71

R₂=0,306 [Ω]

X_z=9,705 [Ω]

2.3. Wzory użyte do obliczeń:

3. Stan obciążenia. Zmieniając rezystancję obciążenia R₀ wykonujemy kilka pomiarów.

3.1. Schemat pomiarowy.

3.2. Tabela wyników.

Lp.	U1 [V]	I1 [A]	P1 [W]	U2 [V]	I2 [A]	ΔU2 [V]	cosϕ	η [%]	P2 [W]	RT[Ω]
1	220	0,8	100	110	0,75	1	0,57	83	82,5	8,16
2	220	1,05	200	110	1,5	1	0,86	87	165	16,32
3	220	1,5	320	110	2,5	1	0,97	84	275	26,12
4	220	2,25	450	110	3,75	1	0,91	74	412,5	36,73
5	220	2,8	610	110	5,2	1	0,99	62	572	49,80
6	220	3,5	770	110	6,6	1	1	50	726	62,85

3.3. Wzory użyte w obliczeniach:

η_{max %} = 99,92 % - wartość teoretyczna sprawności

dla wszystkich pomiarów

U₂₀ - napięcie wtórne w stanie jałowym

Wnioski

Badany transformator jednofazowy w stanie obciążenia (przy dużych mocach obciążających uzwojenie wtórne) znacznie obniża swą sprawność.

Badając przełożenie transformatora przy różnych napięciach strony pierwotnej stwierdzamy że wielkość zadanego napięcia nie ma zasadniczego wpływu na przełożenie transformatora.

Długotrwałe próby transformatora w stanie zwarcia mogą być dokonywane tylko przy odpowiednio niskim napięciu zasilającym. Jest to związane z durzą ilością ciepła wydzielającego się na uzwojeniu co zmusza nas do zwrócenia uwagi aby płynący prąd w uzwojeniu wtórnym nie był większy od znamionowego.

- 4 -

---