«Исследование однофазных трансформаторов»
1. Цель работы:
1. Ознакомление с методикой построения схем и моделирования работы устройств в компьютерной лаборатории электротехники и электроники.
2. Исследование работы однофазного трансформатора.
2. Краткие теоретические сведения.
2.1. Принцип действия.
Трансформатором называется электромагнитный аппарат который предназначен для преобразования электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения без изменения частоты.
Трансформатор состоит из замкнутого магнитного сердечника и по крайней мере из двух изолированных обмоток (Рис.1):
-одна соединенная с источником электрической энергии, называемая первичная (число витков N1);
-другая соединенная с нагрузкой и называемая вторичная (число витков N2).
Рис.1
На этом рисунке обозначены следующие величины:
Первичные Вторичные
- число витков;
- напряжение;
- ток;
- электродвижущая сила.
Для изучения принципа действия трансформатора представим себе идеальный трансформатор - трансформатор у которого активные сопротивления обмоток равны нулю, магнитный поток рассеяния отсутствует и идеальный магнитный сердечник, без потерь.
В этом случае можно представить принцип действия трансформатора как логическая последовательность действий и явлений:
1) Напряжение приложено к первичной обмотке. Если выключатель В1замкнут, то по цепи течет ток .
2) Намагничивающая сила создает рабочий магнитный поток .
3) Этот поток индуцирует в первичной и во вторичной обмотках э.д.с. и . В результате на выходе трансформатора возникает вторичное напряжение .
4) Когда выключатель В2замкнут по вторичной цепи течет ток и намагничивающая сила размагничивает трансформатор. Как следствие уменьшается магнитный поток и э.д.с. и . Однако приложенное напряжение остается постоянным и тогда ток увеличивается, заставляя возрастать магнитный поток до его первоначального значения.
Вывод:
Рабочий магнитный поток трансформатора остается постоянным, независимым от характера и величины нагрузки.
2.2. Коэффициент трансформации.
Отношение к называется коэффициентом трансформации: