Изучение работы трансформатора
Исследование электромагнитной индукции и магнитного потока при помощи трансформатора. Определение коэффициента трансформации и передаваемой мощности (без учета потерь) и полезного действия (КПД) трансформатора. Формулы и вычисление погрешностей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.02.2014 |
| Размер файла | 105,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального обучения
Санкт-Петербургский Государственный Горный Институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет).
Кафедра общей и технической физики
Лабораторная работа
Тема: Изучение работы трансформатора.
Выполнил: студент гр. ИЗ-07-1 Муравьева А.А.
Проверил: профессор Мустафаев А.С.
Санкт-Петербург 2008
Цель работы: исследовать электромагнитную индукцию и магнитный поток при помощи трансформатора, определить коэффициент трансформации, передаваемой мощности (без учета потерь), коэффициент полезного действия (КПД).
Краткое теоретическое обоснование.
Трансформатор - устройство, применяемое для понижения или повышения напряжения переменного тока.
Работа трансформатора основана на явлении взаимной индукции. Переменный ток I1 создает в первичной обмотке (число витков N1) переменное магнитное поле, являющееся причиной взаимной индукции во вторичной обмотке (число витков N2).
Коэффициент трансформации - отношение , показывающее, во сколько раз ЭДС во вторичной обмотке трансформатора больше (или меньше), чем в первичной (k>1 - повышающий трансформатор, k<1 - понижающий трансформатор). Трансформаторы для преобразования переменных токов больших мощностей обладают высокими КПД, достигающими 98 99,5 %. Снижение КПД трансформатора обусловлено потерями энергии на нагревание проводов его обмоток и стального сердечника.
Потери в трансформаторе главным образом связаны с омическим сопротивлением катушек, намагничиванием и гистерезисными потерями в железном сердечнике, и потерь, возникающих из-за полей рассеяния, потому что полный первичный магнитный поток не проходит целиком через катушку вторичной обмотки, и наоборот.
трансформатор индукция электромагнитная поток
Реактивные и омические сопротивления первичных и вторичных цепей из-за этого изменяются.
Закон Фарадея (закон электромагнитной индукции).
ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром:
,
где Ф - магнитный поток.
Этот закон является универсальным: ЭДС не зависит от способа изменения магнитного потока.
1 Вб (вебер) - магнитный поток, проходящий через плоскую поверхность площадью 1 м2, расположенную перпендикулярно однородному магнитному полю, индукция которого равна 1 Тл.
Схема установки.
Расчетные формулы.
коэффициент трансформации
мощность (без учета потерь)
КПД трансформатора
Формулы погрешности.
Ход работы.
Вычисление коэффициента трансформации.
Таблица 1
|
Uблока питания, В |
U1, В |
U2, В |
U2/ U1 |
|
|
2 |
0,017 |
0,009 |
0,53 |
|
|
4 |
0,016 |
0,009 |
0,56 |
|
|
6 |
0,016 |
0,009 |
0,56 |
|
|
8 |
0,01 |
0,01 |
1 |
|
|
10 |
0,015 |
0,008 |
0,53 |
Вычисление передаваемой мощности.
Таблица 2
|
Uбл. пит., В |
U1, В |
I1, А |
U2, B |
I2, A |
P, Вт |
|
|
2 |
1,89 |
0,06 |
1,05 |
0,1 |
0,1 |
|
|
4 |
3,85 |
0,11 |
2,18 |
0,15 |
0,327 |
|
|
6 |
5,79 |
0,15 |
3,35 |
0,2 |
0,67 |
|
|
8 |
7,8 |
0, 19 |
4,5 |
0,21 |
0,945 |
|
|
10 |
9,79 |
0,22 |
5,66 |
0,28 |
1,58 |
Вычисление КПД трансформатора.
Таблица 3
|
Uбл. пит., В |
U1, В |
I1, А |
U2, B |
I2, A |
КПД, % |
|
|
2 |
1,63 |
0,05 |
0,9 |
0,02 |
22 |
|
|
4 |
3,41 |
0,1 |
1,93 |
0,08 |
45,3 |
|
|
6 |
5,23 |
0,14 |
3,0 |
0,1 |
41 |
|
|
8 |
7,08 |
0,17 |
4,08 |
0,11 |
37,3 |
|
|
10 |
8,92 |
0,21 |
5, 19 |
0,14 |
38,9 |
Примеры вычислений.
Вычисление погрешностей.
Вывод. В данной лабораторной работе я исследовала электромагнитную индукцию и магнитный поток при помощи трансформатора, определила коэффициент трансформации, передаваемой мощности (без учета потерь) и коэффициент полезного действия (КПД). В результате я получила:
Коэффициент трансформации , следовательно, трансформатор понижающий.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
История открытия явления электромагнитной индукции, лежащего в основе действия электрического трансформатора. Характеристика устройства и режимов работы трансформатора. Определение габаритной мощности и коэффициента полезного действия трансформатора.
презентация [421,9 K], добавлен 20.02.2015Применение трансформаторов малой мощности в схемах автоматики, телемеханики и связи в качестве электропитающих элементов. Определение расчетной мощности и токов в обмотках. Выбор сердечника трансформатора. Коэффициент полезного действия трансформатора.
курсовая работа [474,4 K], добавлен 17.12.2014Расчет основных величин трансформатора станции. Определение потерь короткого замыкания, механических сил в обмотках и их нагрева. Вычисление размеров магнитной системы и потерь холостого хода трансформатора. Расчет превышения температуры устройствами.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 22.06.2015Особенности трансформатора малой мощности с воздушным охлаждением. Изучение материалов, применяемых при изготовлении трансформатора малой мощности. Расчет однофазного трансформатора малой мощности. Изменение напряжения трансформатора при нагрузке.
курсовая работа [801,6 K], добавлен 12.10.2019Проектирование силового трансформатора ТМ-10000/35. Выбор изоляционных расстояний. Расчет размеров трансформатора, электрических величин, обмоток, параметров короткого замыкания, магнитной системы, коэффициента полезного действия при номинальной нагрузке.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 10.12.2013Определение расчетных поверхностей теплообмена и перепадов температур. Расчет суммарного потока теплоты через поверхность бака трансформатора. Определение зависимости изменения температуры воздуха и масла от коэффициента загрузки трансформатора.
курсовая работа [733,9 K], добавлен 19.05.2014Принцип действия трансформатора, элементы его конструкции. Вычисление мощности фазы, номинальных токов и короткого замыкания. Расчет основных размеров трансформатора и обмотки. Определение размеров магнитной системы, массы стали и перепадов температуры.
курсовая работа [649,9 K], добавлен 25.06.2011Методика определения номинальных параметров трансформатора: номинальных токов, фазных напряжений, коэффициента трансформации. Параметры Г-образной схемы замещения трансформатора. Вычисление основных параметров номинального режима асинхронного двигателя.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 06.06.2011Определение объема магнитопровода, оптимальной магнитной индукции, потерей мощности, плотности тока в проводах обмоток, добавочных потерь. Выбор сечений проводов. Расчет тепловых режимов, схемы замещения трансформатора. Его моделирование в среде OrCAD.
курсовая работа [696,4 K], добавлен 05.12.2012Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний, определение размеров трансформатора. Вычисление параметров короткого замыкания, магнитной системы, потерь и тока холостого хода. Тепловой расчет трансформатора, его обмоток и бака.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 06.11.2014
