Изучение устройства и работы трансформатора

Цель: изучить характер зависимости КПД трансформатора от нагрузки (т. е. от сопротивления на выходе вторичной обмотки).

Для определения КПД необходимо измерить силу тока 1\ в первичной и k во вторичной цепи, а также напряжение Ui на вторичной и Ui на первичной обмотке. Все измерения выполняют одним прибором (авометром). Так как авометром можно измерять разные силы токов и напряжения, то его придется несколько раз включать в разные участки цепи трансформатора.

Для проведения опытов применяют разборный трансформатор (рис. 6).

Сердечник трансформатора А удерживается в обойме. Для замыкания магнитной цепи служит съемное ярмо Б, набранное из трансформаторного железа и помещенное тоже в обойму, которая для удобства скрепления с сердечником имеет бортики. Ярмо крепится с помощью винтов с фасонными гайками С.

Первичная обмотка трансформатора имеет 1000 витков. Она намотана на каркас Д, закреп­ленный на магнитопроводе. Концы обмотки выведены на зажимы с обозначением«/!=1000».

Для вторичной обмотки применяют съемный каркас Г без провода. Обмотку наматывают в процессе лабораторной работы. (Можно также
использовать катушку Д на съемном каркасе,
имеющую 500 витков.)

Изучите ход работы и продумайте ответы на вопросы.

Ход работы:

1. Освободив фасонные гайки, снимите ярмо магнитопровода с трансформатора и освободите съемный каркас. Намотайте на каркас 100 витков провода ПЭС-0,25. Зачистите от изоляционного слоя выводы полученной вторичной обмотки и подсоедините к свободным зажимам. Установите ярмо на место и прижмите его фасонными гайками.

Соберите цепь по рисунку. Установите авометр на измерение переменного тока с пределом 500 мА и включите его в разрыв цепи первичной обмотки (т. е. в точке А или В). Покажите преподавателю схему и в его присутствии включите блок питания в сеть. Снимите и вновь поставьте ярмо на место, Пронаблюдайте за изменением силы тока 1\.

2. Меняя при помощи магазина сопротивлений сопротивление во вторичной цепи от бесконечности до нуля, следите за показаниями стрелки авометра. Занесите в таблицу значения силы тока Ii, соответствующие значениям сопротивлений со, 20, 10, 5, 2, 0 Ом,

3. При отключенной цепи переключите авометр на измерение напряжения переменного тока с пределом шкалы 50 В. Для измерения напряжения на первичной обмотке подключите прибор к точкам А В (рис 6). Отсчитайте по авометру и занесите в таблицу значения напряжений Uj для разных сопротивлений во вторичной цепи (10, 20,..., О Ом).

4. При отключенной цепи на авометре установите предел измерения напряжения 10 В, Подключите его к точкам СО для измерения напряжения на нагрузке. Определите и занесите в таблицу напряжение U2 при разных значениях сопротивления нагрузки (оо, 20,..., О Ом).

5. Отсоедините от сети авометр. Переключите его для измерения переменного тока во вторичной цепи с пределом измерения 500 мА. Включите прибор в разрыв вторичной цепи в точке С или О. Измерьте силу тока при разных сопротивлениях во вторичной цепи, полученные данные занесите в таблицу.

Разберите цепь.

6. Подсчитайте мощность, потребляемую первичной и вторичной обмотками трансформатора при разных значениях нагрузки. Полученные значения pi и Р2 занесите в таблицу.

7. Подсчитайте КПД трансформатора для каждого значения нагрузки (оо, 20,..., О Ом) и заполните последнюю графу таблицы. Пользуясь данными таблицы, постройте график зависимости КПД трансформатора от сопротивления во вторичной цепи.

Задание 2. На лабораторных занятиях выполните наблюдения и измерения по ходу работы, дайте ответы на вопросы.