Badanie Transformatora.DOC

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

               KATEDRA FIZYKI

                             LABORATORIUM Z FIZYKI

                                         Ćwiczenie nr: 17

                              TEMAT: Badanie transformatora.

                                                                                    WYDZ. ELEKTRYCZNY

                                                                                          GRUPA III

                                                                                         SEMESTR II

Wprowadzenie

              Prąd nazywamy zmiennym jeśli w czasie ulega zmianie jego wartość liczbowa przy niezmiennym zwrocie lub zmienia się zwrot przy stałej wartości lub ulega zmianie zarówno zwrot jak i wartość liczbowa. Najbardziej rozpowszechnione są przebiegi o zmienności sinusoidalnej.

Mocą czynną prądu zmiennego nazywamy wartość średnią mocy chwilowej i określamy ją wzorem:

                                                                  P.= U*I*cosj

j- kąt przesunięcia fazowego między prądem a napięciem

U,I- wartości skuteczne napięcia i prądu

Dla urządzeń transformatorowych istotne znaczenie ma też moc pozorna określana wzorem:

                                                                       S= U*I

W obwodach prądu sinusoidalnego mamy również do czynienia z mocą bierną, którą możemy obliczyć ze wzoru:

                                                                   Q= U*I*sinj

Wszystkie wyżej wymienione moce związane są ze sobą zależnością:

              Transformator jest urządzeniem, w którym następuje przekazanie energii elektrycznej z jednego obwodu do drugiego za pośrednictwem pola elektromagnetycznego. Transformator jest zbudowany z dwóch lub większej liczby uzwojeń sprzężonych magnetycznie. Uzwojenie transformatora, do którego podłączone jest źródło energii nazywamy uzwojeniem pierwotnym, natomiast uzwojenie, do którego dołączamy odbiornik jest uzwojeniem wtórnym.

Przekładnią transformatora J nazywamy stosunek liczby zwojów (napięcia) uzwojenia pierwotnego

Z1 (U1) do liczby zwojów (napięcia) uzwojenia wtórnego Z2 (U2).

Uzwojenie transformatora nawinięte zgodnie:

                                                             Z1                                                                      Z2        

                                                                          f22                           

                                                                          f11                                         fg1  

                             1                                            1¢        2                                     2¢

                             i1                                                                           i2

Uzwojenie transformatora nawinięte przeciwnie:

                                                  Z1                                               Z2

                                                                          f22                                      

                                                                          f11                                                               fg1

                             1                                      1`        2                                          2`     

                             i1                                                     i2

W uzwojeniu pierwotnym płynie prąd sinusoidalny o wartości chwilowej i1. W wyniku przepływu prądu przez uzwojenie w rdzeniu powstaje zmienny strumień magnetyczny f11. Strumień główny fg1 pomniejszony o strumień rozproszenia fs1 przenika uzwojenia wtórne i indukuje w tym uzwojeniu napięcie indukcji wzajemnej:

gdzie Y12 = Z2*fg1

Jeżeli do uzwojenia wtórnego dołączony jest odbiornik, to pod wpływem uM popłynie prąd i2. Prąd i2 musi mieć taki zwrot, aby strumień magnetyczny wytworzony przez uzwojenie Z2 był przeciwny strumieniowi wytworzonemu przez uzwojenie Z1.

Z punktu widzenia charakterystyki pracy rozróżniamy:

·      stan jałowy, zaciski wtórne są rozwarte

·      stan zwarcia, zaciski wtórne są połączone bezimpedancyjnie (zwarte) 

·      stan obciążenia, do zacisków wtórnych dołączony jest odbiornik

Do pomiaru mocy czynnej doskonale nadaje się układ elektrodynamiczny, gdyż cewka napięciowa mierzy napięcie, cewka prądowa mierzy prąd, natomiast funkcja trygonometryczna przesunięcia fazowego jest realizowana przez wzajemne położenie tych cewek.

                                                                      U             

                                                                                             I

                                                                             Iu

                                                                       j

U-              napięcie doprowadzone do cewki napięciowej

Iu- prąd w cewce napięciowej

I - prąd w cewce prądowej

2. Tabele

Wyznaczanie przekładni transformatora: