Исследование работы трансформатора. Лаба 14. Основные определения Физическое явление, изучаемое в работе
 Скачать 429.37 Kb.
|
|
Цель работы: Изучение явления электромагнитной индукции и взаимной индукции при помощи трансформатора. Ознакомление с принципом действия однофазного трансформатора. Экспериментальное определение и исследование характеристик однофазного трансформатора. Основные определения Физическое явление, изучаемое в работе – электромагнитная индукция. Определения основных физических понятий, объектов, процессов и величин Трансформатор - электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины без изменения частоты тока. Трансформатор состоит из замкнутого ферромагнитного сердечника, который, как правило, изготавливается из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга слоем лака. Это делается с целью уменьшения вихревых токов. Трансформатор имеет две (и более) катушек, называемых обмотками, которые электрически изолированы от сердечника и друг от друга. Обмотка, которая подключена к сети питающего переменного тока, называется первичной (вход). Концы вторичной обмотки (выход) подключены к потребителю электрической энергии. Если первичное напряжение U1 меньше вторичного U2, то трансформатор является повышающим, если U1 > U2 – понижающим. Отношение напряжения первичной обмотки трансформатора к напряжению вторичной его обмотки, равное отношению соответствующих чисел витков обмоток является коэффициентом трансформации трансформатора.  где K – коэффициент трансформации в случае холостого хода, U1 – напряжение на первичной обмотке, U2 – напряжение на вторичной обмотке, N1 – число витков на первичной обмотке, N2 – число витков на вторичной обмотке. Отношение  называется коэффициентом трансформации, показывающим, во сколько раз ЭДС во вторичной обмотке трансформатора меньше, чем в первичной.Трансформаторы для преобразования переменных токов больших мощностей обладают высокими КПД, достигающими (98…99,5) %. Уменьшение КПД трансформатора связано с потерями энергии на нагревание проводов его обмоток и сердечника, которое называется «потери в меди» Рм. Вторая составляющая потери энергии расходуется на перемагничивание ферромагнитного сердечника и токи Фуко. Она носит название «потери в железе» Рж. Для уменьшения потерь в железе сердечники трансформаторов изготавливают из тонких стальных листов, изолированных друг от друга. Это приводит к значительному увеличению электрического сопротивления сердечника и уменьшению потерь на его нагревание вихревыми токами. Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Переменный магнитный поток, возбуждаемый в сердечнике трансформатора, наводит в обеих обмотках электродвижущие силы, действующие значения которых равны: ЭДС индукции, возникающая в первичной обмотке, равна:  , ЭДС индукции во вторичной обмотке:  где N1 и N2 число витков в первичной и вторичной обмотках. Применяя к обмоткам трансформатора закон Ома для участка с ЭДС индукции, напряжение в первичной обмотке представлено в следующем виде:  ,а напряжение на вторичной обмотке:  ,где R1, R2, сопротивления первичной и вторичной обмоток; I1, I2 силы тока в обмотках. Схема установки  |