ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 34 «КОЭФФИЦИЕНТ МАГНИТНОЙ СВЯЗИ ТРАНСФОРМАТОРА»

1. Цель работы.Ознакомление с понятием  коэффициент магнитной связи трансформатора,  проведение экспериментов по определению коэффициента магнитной связи между катушками при различных условиях магнитной связи.

2.Краткие теоретические сведения

Для обеспечения требуемой магнитной связи между первичной и вторичной обмотками трансформатора их помещают на общем сердечнике.

 

Рисунок 34.1

 

Когда по первичной обмотке W₁ протекает ток I₁, то большая часть создаваемого им магнитного потока Ф₀ сцепляется также и с витками вторичной катушки W₂. Однако часть создаваемого первой катушкой потока Ф_S замыкается, минуя вторую катушку. Эта часть потока называется потоком рассеяния.

Отношение

К_СВ = Ф₀ / (Ф₀ + Ф_S)

называется коэффициентом магнитной связи. Его можно выразить через напряжения U₁ и U₂ при холостом ходе и число витков:

или через индуктивности и взаимную индуктивность

 

.

В идеальном трансформаторе коэффициент связи стремится к единице, однако равным или больше единицы он быть не может.

Во избежание искажения сигналов при их трансформировании и для исключения преждевременного магнитного насыщения материала сердечника постоянным током коэффициент связи уменьшают, разрывая сердечник (создавая воздушный зазор).

3. Порядок проведения эксперимента

Измеряя напряжения, определите коэффициент магнитной связи между катушками:

· при наличии замкнутого сердечника,

· при наличии сердечника с зазором,

· при наличии половины сердечника,

· при отсутствии сердечника.

3.1. Разместите первичную и вторичную катушки, имеющие по 300 витков каждая, на разъемном сердечнике, состоящем из двух половин, как показано на рис. 34.2.

 

первичная обмотка

W2 300

вторичная обмотка

W1 300

 

Рисунок 34.2.

 

3.2. Подсоедините источник синусоидального напряжения (ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР) к выводам первичной обмотки согласно схемы (рис.34.3) и установите напряжение U₁ = 6…7 В, f = 1 кГц.

U1

U2

W1 900

W2 900

U = 6…7 В f = 1 кГц

Рисунок 34.3.

 

3.3. Измерьте мультиметром (или ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ) первичное и вторичное напряжения и занесите результат в таблицу 34.1 (строка «При наличии замкнутого сердечника»). Вычислите К_СВ.

Таблица 34.1

	U1, В	U2, В	КСВ = U2/U1
При наличии замкнутого сердечника
При наличии сердечника с воздушным зазором
При наличии половины сердечника
При отсутствии сердечника

 

3.4. Для измерения напряжений при наличии сердечника с зазором поместите квадратики плотной бумаги между верхней и нижней половинами разъемного сердечника, чтобы имитировать воздушный зазор.

3.5. Удалите одну подкову разъемного сердечника и повторите опыт.

3.6. Удалите сердечник полностью и заполните последнюю строку табл. 1.

 

Вопрос: Почему изменяется вторичное напряжение?

 

 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 35 « КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ»   

1. Цель работы. Ознакомление с понятием коэффициент трансформации, проведение экспериментов по определению коэффициент трансформации для различных вариантов количества витков в первичных и вторичных катушках.

2.Краткие теоретические сведения.

Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной обмотки трансформатора называют коэффициентом трансформации. Отношение чисел витков соответствует отношению первичного напряжения к вторичному при отсутствии нагрузки (холостом ходе) трансформатора и отношению вторичного тока к первичному при коротком замыкании.

В идеальном трансформаторе (при отсутствии потерь, при К_СВ®1 и бесконечно больших индуктивностях обмоток L₁ и L₂) при любой нагрузке:

К_ТР = W₁ / W₂ = U₁ / U₂ = I₂ / I₁

3. Порядок проведения эксперимента

Измеряя напряжения и токи, определите коэффициенты трансформации при различных числах витков обмоток.

3.1. Соберите первичную (300 витков) и вторичную (100 витков) обмотки на разъемном сердечнике, как показано на рис. 35.1.

Первичная 300 витков Вторичная 100 витков

 

Рисунок 35.1

 

U = 6…7 В f = 1 кГц

U1

U2

V

W1 = 300

W2 = 100 300 900

3.2. Подключите источник питания к выводам первичной обмотки согласно рис. 35.2 и установите синусоидальное напряжение U₁ = 6…7 В, f = 1 кГц.

Рисунок 35.2.

 

3.3. Измерьте вторичные напряжения U₂ на выводах вторичных обмоток с числами витков 100, 300 и 900 при холостом ходе. Занесите результаты в таблицу 35.1.

 

Таблица 35.1

W1	W2	U1, В	U2, В	КТР
300	100	6
300	300	6
300	900	6

3.4. Вычислите значения коэффициента трансформации по формуле

 

                                                К_ТР = U₁ / U₂

I1 = 50 мА

I2

f = 1 кГц

A

A

W1 = 300

W2 = 100 300 900

3.5. Проделайте опыт короткого замыкания, измерив первичные и вторичные токи при числах витков вторичной обмотки 100, 300 и 900, как показано на рис. 35.3 и занесите результаты измерений в таблицу 35.2. Ток I₁ следует поддерживать неизменным, равным 50 мА.

Рисунок 35.3.

 

К_ТР = I₂ / I₁

Таблица 35.2

W1	W2	I1, мА	I2, мА	КТР
300	100
300	300
300	900