badanie transformatora - Instytut Fizyki - Politechnika Częstochowska

INSTYTUT FIZYKI
WYDZIAŁ INśYNIERII PROCESOWEJ,
MATERIAŁOWEJ I FIZYKI
STOSOWANEJ
POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA
PRACOWNIA
ELEKTRONICZNA
Ć W I C Z E N I E N R EL-3
BADANIE TRANSFORMATORA

I. Zagadnienia
1. Prąd przemienny. Moc prądu przemiennego.
2. Budowa i zasada działania transformatora.
3. Przekładnie transformatora.
4. Bieg jałowy i roboczy transformatora.
5. Zasada działania watomierza.
II. Wykonanie ćwiczenia
UWAGA: WSZYSTKIE PRZEŁĄCZENIA WYKONYWAĆ PRZY
WYŁĄCZONYM ZASILANIU
A. Wyznaczanie przekładni transformatora:
1. Połączyć obwód według schematu A
a. woltomierz V1 (miernik UM-111) – zakres 300 V,
b. woltomierz V2 (miernik RD700)
- połączyć jeden przewód do gniazda COM, drugi - do gniazda V
- przełącznik obrotowy ustawić w pozycji „V~”
- wybrać przyciskiem RANGE zakres 40,00 V (na wyświetlaczu pojawi się wskazanie
00,00 V)
2. Zmierzyć i wpisać do tabeli wartości napięcia w uzwojeniu pierwotnym (U1) i w uzwojeniu
wtórnym (U2).
3. Wykonać przynajmniej pięć pomiarów.
B. Wyznaczanie charakterystyk biegu jałowego:
1. Połączyć obwód według schematu B
a. woltomierz V1 (miernik UM-111) – zakres 300 V,
b. amperomierz A1 (miernik RD700)
- połączyć jeden przewód do gniazda COM, drugi - do gniazda µA·mA
- przełącznik obrotowy ustawić w pozycji „mA” i przyciskiem SELECT wybrać rodzaj
prądu: przemienny „~”
2

- przyciskiem RANGE wybrać zakres 400,0 mA (na wyświetlaczu pojawi się wskazanie
00,00 mA)
c. watomierz – zakres 50 W, cewka napięciowa watomierza – zakres 100 V, cewka prądowa
watomierza – zakres 0,5 A.
2. Zmieniając napięcie U1 w zakresie od 0 do 200 V co 20 V odczytywać wartości natęŜenia prądu I1
oraz moc P0.
3. Ze względu na uŜyty przełącznik prądu i zakres watomierza 50 W – wskazanie watomierza
podzielić przez 10.
4. Wyniki pomiarów wpisać do tabeli B.
C. Wyznaczanie charakterystyk stanu zwarcia:
1. Połączyć obwód według schematu C
a. woltomierz V1 (miernik UM-111) – zakres 30 V,
b. amperomierz A1 i A2 (miernik RD700)
- połączyć jeden przewód do gniazda COM, drugi - do gniazda A
- przełącznik obrotowy ustawić w pozycji „A” i przyciskiem SELECT wybrać rodzaj
mierzonego prądu „~”
- przyciskiem RANGE wybrać zakres 4 A [miernik A1] (na wyświetlaczu pojawi się
wskazanie 00,00 A) lub zakres 10A [miernik A2] (na wyświetlaczu będzie 00,000A)
c. watomierz – zakres 50 W, cewka napięciowa watomierza – zakres 100 V, cewka prądowa
watomierza – zakres 0,5 A.
2. Zmieniając natęŜenie prądu I2 w zakresie od 0 do 6 A co 1 A, odczytywać natęŜenie prądu I1,
napięcie U1 w uzwojeniu pierwotnym oraz moc Pz.
3. Wyniki wpisać do tabeli C.
3

III. Tabele pomiarowe
Tabela A
Tabela B
Tabela C
l.p. U1 [V] U2 [V] n=U1/U2 nśr
1
2
3
4
5
...
l.p. U1 [V] I1 [A] P0 [W] cos ϕ
1
2
3
4
5
...
l.p. I1 [A] I2 [A] U1 [V] Pz [W] cos ϕz
1
2
3
4
5
...
Parametry mierników
klasa
zakres
IV. Opracowanie wyników
Bieg jałowy Stan zwarcia
U1 I1 P0 I1 I2 U1 Pz
1. Wyznaczyć przekładnię transformatora:
U1
n =
U2
2. Na podstawie wyników pomiarów wykreślić charakterystyki biegu jałowego:
I f ( U ) P = f ( U )
1 = 1 , 0 1
3. Obliczyć współczynnik mocy ϕ0 ze wzoru:
P0
cosϕ
0 =
U I
1 1
4

4. Na podstawie wyników pomiarów wykreślić charakterystyki stanu zwarcia:
I1 = f ( U1)
, Pz = f ( U1)
5. Obliczyć współczynnik mocy ϕz dla stanu zwarcia ze wzoru:
Pz
cosϕ
z =
U1I1 oraz wykreślić zaleŜność:
cos ϕ = f ( U )
V. Dyskusja błędów
1. Obliczyć błędy mierników z klasy dokładności i zakresów pomiarowych.
2. Dla kilku wybranych punktów kaŜdego wykresu zaznaczyć je graficznie.
VI. Literatura
1. H. Szydłowski – Pracownia fizyczna
2. T. Dryński – Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki
3. D. Halliday, R. Resnick – Fizyka t. 2
z
1
5