ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5
ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5
1. Цель работы: 1. Ознакомление с методикой построения схем и моделирования работы устройств в… 2. Исследование работы однофазного трансформатора..
Для идеального трансформатора имеем
.
Выведем формулу отношения первичного и вторичного токов, используя формулы для активной мощности
e 
.
Пренебрегая потерями в трансформаторе и считая, что 
, получим 
,
откуда 
.
Когда напряжение 
уменьшается к kраз, ток 
увеличивается в k раз и наоборот.
Если k>1,получаем понижающий трансформатор.
Если k<1,получаем повышающий трансформатор.
Если k=1,получаем разделительный трансформатор.
2.3. Основные уравнения трансформатора и схема замещения.
Согласно II закону Кирхгофа и схеме реального трансформатора (Рис.6.1) получим уравнения электрического состояния первичной и вторичной обмоток: 
.
Уравнение магнитного состояния показывает, что намагничивающие силы без нагрузки и с нагрузкой одинаковы:
Окончательно в комплексном виде получим три основных уравнения трансформатора со вторичными параметрами приведенными к первичным:
.
где:
;
; 
; 
.
Согласно основным уравнениям возможно смоделировать полную эквивалентную схему трансформатора ( Т- образная схема, Рис.2).
Рис.2
Для определения параметров трансформатора и его схемы замещения используются два опыта: опыт холостого хода и опыт короткого замыкания.
2.4. Опыт холостого хода трансформатора (Рис.3).
Рис.3
Описание опыта холостого хода:
Для проведения этого опыта прикладываем к первичной обмотке номинальное напряжение 
и измеряем потребляемую мощность 
, ток холостого хода 
и вторичное напряжение 
. В этом случае вторичный ток равен нулю, ток соответствует току намагничивания, достигающему 4-10% от номинального значения 
, и мощность соответствует потерям холостого хода.
Чтобы определить коэффициент трансформации используем известную формулу:
.
Так как приложенное напряжение равно номинальному , а ток величина не значительная по сравнению с номинальной, то можно рассматривать мощность как потери в стали сердечника (магнитные потери).
Зная измеренные величины, можно рассчитать параметры схемы замещения: - коэффициент мощности 
;
- полное сопротивление холостого хода 
;
- активное сопротивление холостого хода 
;
- реактивное сопротивление холостого хода 
.
2.5. Опыт короткого замыкания (Рис.4).
В этом опыте увеличиваем первичное напряжение 
до тех пор, как первичный ток станет равным номинальному .
Вторичный ток также равен номинальному 
, а мощность 
соответствует потерям в медиобмоток (электрические потери).
Легко определяем коэффициент трансформации:
.
Рис.4
Исходя из измеренных величин, рассчитаем параметры схемы замещения: - коэффициент мощности 
;
- полное сопротивление короткого замыкания 
;
- активное сопротивление короткого замыкания равно сумме сопротивлений двух обмоток 
;
-реактивное сопротивление короткого замыкания равно сумме реактивных сопротивлений двух обмоток 
.
2.6. Нагрузка трансформатора (Рис.5).
При нагрузке можно определить изменение вторичного напряжения и коэффициент полезного действия трансформатора.
Рис.5
Изменение вторичного напряжения и внешняя характеристика
Разность 
, выраженная в процентах к напряжению называется