Badanie transformatora

Badanie transformatora
Cel:
 Poznanie zjawiska indukcji elektromagnetycznej.
 Zapoznanie się z budową i zasadą działania transformatora.
 Wyznaczenie przekładni transformatora oraz zawady uzwojenia wtórnego.
Pytania kontrolne:




Zjawisko indukcji elektromagnetycznej i prawo Faraday’a.
Budowa transformatora .
Powstawanie napięcia w obwodzie wtórnym transformatora.
Wyjaśnić pojęcia: bieg jałowy i bieg roboczy, przekładnia.
Opis ćwiczenia:
Łączymy według schematu układ składający się z generatora G , cewki o N 1 zwojach
stanowiącej uzwojenie pierwotne, cewki o N 2 zwojach stanowiącej uzwojenie wtórne,
rdzenia stalowego, opornicy dekadowej R , dwóch woltomierzy i dwóch amperomierzy.
N1 N 2
G
U1
U2
I1
R
I2
Rys. 12.1. Schemat obwodu do badania transformatora
Badanie biegu jałowego (stanu jałowego)
Odłączamy opornicę dekadową i mierzymy wartość napięcia U 2 w obwodzie wtórnym
transformatora nieobciążonego. Obliczamy przekładnię transformatora:
η
N1 U 1

.
N2 U2
(1)
Badanie biegu roboczego (stanu obciążenia)
Podłączamy opornicę dekadową i mierzymy zależność natężeń I 1 i I 2 prądów płynących
w obwodzie pierwotnym i wtórnym transformatora oraz napięcia U 2 w obwodzie wtórnym
transformatora od wartości oporu R . Na podstawie wykonanych pomiarów obliczamy
stosunek napięć w uzwojeniu wtórnym i pierwotnym transformatora
~ 
U1
,
U2
(2)
Należy zauważyć, że obliczone wartości ~ są większe od wartości przekładni transformatora
 obliczonej w oparciu o wzór (1). Jest to spowodowane spadkiem napięcia na zawadzie Z
uzwojenia wtórnego. W celu obliczenia zawady wykreślamy zależność napięcia U 2 od
natężenia prądu I 2 w obwodzie wtórnym. II prawo Kirchhoffa zastosowane do tego obwodu
ma postać:
U 2   2  ZI 2 ,
(3)
gdzie  2 oznacza siłę elektromotoryczną w uzwojeniu wtórnym. Metodą regresji liniowej
wyznaczamy wartości  2 i Z . Porównujemy otrzymaną wartość siły elektromotorycznej  2
z odpowiednim napięciem U 2 otrzymanym na biegu jałowym.
Wykonane pomiary i obliczenia powtarzamy dla innej częstotliwości napięcia zasilającego
układ lub dla innych cewek, o różnej liczbie uzwojeń.
Literatura:
1. Szydłowski H., Pracownia fizyczna, PWN, Warszawa (dostępne wydania).
2. Dryński T., Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki, PWN, Warszawa (dostępne wydania).
3. Resnick R., Halliday D., Walker J., Podstawy fizyki T.1, PWN, Warszawa (dostępne
wydania).
4. Bobrowski C., Fizyka: krótki kurs, WNT, Warszawa (dostępne wydania).
5. Orear J., Fizyka T.1, WNT, Warszawa (dostępne wydania).