COACH 19 Transformator 1. przekładnia transformatora 2. praca pr
Transkrypt
COACH 19 Transformator 1. przekładnia transformatora 2. praca pr
COACH 19 Transformator 1. przekładnia transformatora 2. praca prądu elektrycznego na uzwojeniu pierwotnym Program: Coach 5 Projekt: PTSN - Transformator Ćwiczenia: ad1. Transformator 1, przykład: Result of Transformator 1b ad2. Transformator 5, przykłady: Result of Transformator 5a, Result of Transformator 5b Cel ćwiczenia: 1. Pokazanie relacji pomiędzy wielkościami napięcia oraz natęŜenia prądu elektrycznego dla uzwojenia pierwotnego i wtórnego transformatora. 2. Pokazanie zaleŜności pracy wykonywanej przez prąd elektryczny (płynący przez uzwojenie pierwotne transformatora) od obciąŜenia transformatora - oporu zwierającego uzwojenie wtórne. Czy moŜliwe jest Ŝeby prąd płynący przez uzwojenie pierwotne transformatora nie wykonywał pracy? Układ pomiarowy: Konsola pomiarowa CoachLab II i program sterujący Coach 5 są wykorzystywane do pomiaru spadku napięcia na uzwojeniu pierwotnym transformatora (we1) i natęŜenia zmiennego prądu elektrycznego płynącego przez to uzwojenie (we2), a takŜe spadku napięcia na uzwojeniu wtórnym transformatora (we4) i natęŜenia prądu płynącego przez to uzwojenie (we3). (Dla wejść 1 i 2 są wykorzystywane przejściówki 4mm – BT. Ziemie wszystkich wejść konsoli są połączone co zostało wykorzystane w organizacji połączeń.) NatęŜenie prądu jest wyznaczane poprzez pomiar spadku napięcia na znanym oporniku. Napięcie to poprzez wzmacniacz jest podawane na wejście konsoli pomiarowej. Dla uzwojenia pierwotnego wykorzystano opornik 1 Ω i wzmocnienie *100, a dla uzwojenia wtórnego opornik 8 Ω i wzmocnienie *10. "Własne" sterowniki sensorów z odpowiednio przygotowanymi kalibracjami umoŜliwiają odczyt napięcia w V, a natęŜenia w mA. (Kalibracje dla pomiaru natęŜenia prądu: uzwojenie pierwotne - liniowa X0=2.5, Y0=0, X1=3.5, Y1=10, uzwojenie wtórne - liniowa X0=2.5, Y0=0, X1=3.3, Y1=10). Jako źródło napięć sinusoidalnych uŜywany jest generator funkcyjny Laboratoryjnego Zestawu Pomiarowego DF-6911. Przykładowe wyniki zostały uzyskane dla częstotliwości około 100 Hz. Ustawienia parametrów pomiaru: czas pomiaru 30 ms częstotliwość próbkowania 2/ms moŜna wykorzystać "trygerowanie" Trigger settings: wejście 1, Up 0 T - uwagi techniczne: Przed rozpoczęciem pomiarów naleŜy odłączyć napięcie i ustawić poziomy zerowe na potencjometrach wykorzystywanych wzmacniaczy. Przykłady: ad1. Poprzez dobór relacji liczby zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego moŜna regulować napięcie uzyskiwane na uzwojeniu wtórnym. uzwojenie pierwotne uzwojenie wtórne W prezentowanym przykładzie uzwojenie wtórne ma mniejszą liczbę zwojów niŜ pierwotne. Kosztem zmniejszenia napięcia mamy moŜliwość uzyskania w obwodzie wtórnym większego natęŜenia prądu. Z prawa zachowania energii wynika, Ŝe średnia moc prądu elektrycznego w uzwojeniu wtórnym nie moŜe być większa niŜ w uzwojeniu pierwotnym UpIp ≥ U w Iw ad2. Badamy jak zmieniają się natęŜenie prądu i napięcie na uzwojeniu pierwotnym, a takŜe relacje fazowe między ich przebiegami przy zmianie obciąŜenia uzwojenia wtórnego. a) Opór obwodu wtórnego bardzo mały (uzwojenie wtórne zwarte). W tym przypadku czasowe przebiegi napięcia i natęŜenia są (niemal dokładnie) zgodne w fazie. Wydzielana w obwodzie pierwotnym moc jest cały czas dodatnia (jest maksymalna). b) Opór obwodu wtórnego bardzo duŜy (uzwojenie rozwarte). W tym przypadku czasowe przebiegi napięcia i natęŜenia są przesunięte w fazie. Wydzielana w obwodzie pierwotnym średnia moc jest mała. Chwilami ujemna moc świadczy o oddawaniu energii przez cewkę uzwojenia pierwotnego. W idealnym przypadku (przesunięcie fazowe π/2) energia pobrana przez cewkę byłaby równa energii oddanej, średnia praca wykonana przez prąd elektryczny byłaby równa zero – prąd elektryczny płynący przez nieobciąŜony transformator (uzwojenie wtórne rozwarte) nie wykonywałby pracy.