Temat: Badanie transformatora

L.p.	Obwód pierwotny		Obwód wtórny	Przekładnia	Wartość średnia przekładni
		Napięcie U1[V]	Natężenie I1[A]			Napięcie U2[V]
1	20	0,06	5	4		4,2
2	25	0,07	6,5	3,85
3	30	0,085	7,5	4
4	35	0,095	8,5	4,12
5	40	0,11	9,5	4,21
6	50	0,135	12	4,2
7	60	0,17	14,5	4,14
8	70	0,2	16,5	4,24
9	80	0,24	19	4,21
10	90	0,29	21	4,3
11	100	0,345	23	4,35
12	110	0,405	25	4,4
13	120	0,48	27,5	4,36
14	130	0,55	29	4,48

L.p.	Obwód pierwotny			Obwód wtórny			Wydajność transformatora W=
		Napięcie U1 [V]	Natężenie I1 [A]	Moc U1 I1 [W]	Napięcie U2 [V]	Natężenie I2 [A]		Moc U2 I2 [W]
1	98	0,48	47,04	22	0,86	18,92	0,402
2	98	0,46	45,08	22	0,76	16,72	0,370
3	98	0,435	42,63	22	0,62	13,64	0,319
4	98	0,425	41,65	22	0,56	12,32	0,295
5	98	0,415	40,67	22	0,5	11	0,270
6	98	0,405	39,69	22	0,45	9,9	0,249
7	98	0,39	38,22	22	0,38	8,36	0,218
8	98	0,385	37,73	22	0,34	7,48	0,198
9	98	0,375	36,75	22	0,28	6,16	0,167
10	98	0,365	35,77	22	0,24	5,28	0,147

ΔU₁=
= 0,75 [V]

ΔU₂=
= 0,15 [V]

ΔI_1,2=
0,003 [A]

ΔW=

ΔW=

=

=

=

=

ΔW=
ΔU₁ +
ΔI₁ +
ΔU₂ +
ΔI₂

ΔW=
ΔU₁ +
ΔI₁ +
ΔU₂ +
ΔI₂

P_W = U₂I₂

ΔP_W =

ΔP_W= |I₂| ΔU₂ + |U₂| ΔI₂

ΔP₁ = 0,86 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,129 + 0,066 = 0,195 W

ΔP₂ = 0,76 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,114 + 0,066 = 0,18 W

ΔP₃ = 0,62 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,093 + 0,066 = 0,159 W

ΔP₄ = 0,56 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,084 + 0,066 = 0,15 W

ΔP₅ = 0,5 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,075 + 0,066 = 0,141 W

ΔP₆ = 0,45 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,0675 + 0,066 =0,1335 W

ΔP₇ = 0,38 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,057 + 0,066 = 0,123 W

ΔP₈ = 0,34 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,051 + 0,066 = 0,117 W

ΔP₉ = 0,28 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,042 + 0,066 = 0,108 W

ΔP₁₀ = 0,24 • 0,15 + 22 • 0,003 = 0,036 + 0,066 = 0,102 W

ΔP_W = 1,41 W

Wnioski:

Jednym z głównych powodów decydujących o tym, że prądy zmienne znalazły powszechne zastosowanie, jest możliwość zmiany napięcia prądu w bardzo szerokich zakresach przy małych stratach energii. Przyrządem służącym do tego jest transformator. Celem naszego ćwiczenia było wyznaczenie wielkości charakteryzujących transformator. Na podstawie otrzymanych wyników (tabela 1) stwierdzamy, że natężenie I₁ odczytane z amperomierza A₁ jest zależne od napięcia U₁. Przy czym wzrost napięcia U₁ powoduje wzrost natężenia I₁. Taka sytuacja ma miejsce do wartości I₁, która powoduje nasycenie rdzenia. Od tej wartości natężenie rośnie szybciej w zależności od przyłożonego napięcia, niż miało to miejsce poprzednio. Przyczynę tego upatrujemy w tym, iż po przekroczeniu nasycenia rdzenia opór indukcyjny obwodu maleje, pozostaje tylko bardzo mały opór omowy. Na podstawie obwodu na rysunku 1 jesteśmy w stanie określić przekładnie
. Jest ona równa
Należy również zauważyć, że
,

n₁- liczba zwojów uzwojenia pierwotnego

n₂- liczba zwojów uzwojenia wtórnego.

Oznacza to, że zmieniając liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego i wtórnego możemy dowolnie zmieniać napięcie prądu zmiennego. Opierając się na wynikach dla obwodu z rysunku 2 stwierdzamy, że wykres zależności napięcia wtórnego U₂ od natężenia I₂ prądu wtórnego byłby linią prostą. Jako przyczynę tego możemy uważać zbyt małe zakresy wykorzystane przez nas w doświadczeniu. Na podstawie wyników z tabeli 2 zauważamy również, że moc pobrana przez transformator jest znacznie większa od mocy oddanej. Za przyczynę tego możemy uważać straty cieplne w uzwojeniach (pierwotnym i wtórnym) oraz straty cieplne w rdzeniu związane z powstawaniem prądów zmiennych i histerezy żelaza. Stosunek mocy na uzwojeniu pierwotnym do mocy na uzwojeniu wtórnym nazywamy wydajnością transformatora. Na podstawie otrzymanych przez nas wyników (wykres 2) stwierdzamy, że wraz ze wzrostem mocy uzwojenia wtórnego wzrasta moc uzwojenia pierwotnego.

Na błąd obliczeń miał wpływ błąd związany z odczytaniem potrzebnych danych oraz błąd przyrządów używanych w doświadczeniu.

---