Лабораторная работа "Измерение КПД трансформатора"
Теоретический материал. Приборы, с помощью которых производится преобразование переменного напряжения без изменения его частоты, называют трансформаторами. Трансформатор состоит из двух (или более) катушек (обмоток), индуктивно связанных друг с другом. К первичной обмотке (n1) подводится преобразуемое напряжение U1, а со вторичной (n2) снимается преобразованное напряжение U2 (рис. 75). Ко вторичной обмотке присоединяют приемники электрической энергии сопротивлением Rн.
Рис. 75
Для того чтобы магнитное поле не рассеивалось в пространстве, катушки надевают на общий ферромагнитный сердечник (магнитопровод). Для уменьшения потерь при передаче энергии из первичной обмотки во вторичную магнитопровод собирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных друг от друга тонким слоем лака. Эта передача неизбежно связана с некоторыми потерями: расходом энергии на нагревание проводов обмоток, на перемагничивание сердечника и др. Коэффициентом полезного действия трансформатора называют отношение мощности, потребляемой в цепи вторичной обмотки, к мощности в цепи первичной обмотки: КПД = P2/P1. КПД трансформаторов достаточно высок, он достигает 99%. Трансформаторы небольших мощностей (до десятков ватт) имеют небольшие габариты и воздушное охлаждение. Мощные же трансформаторы, преобразующие сотни и тысячи киловатт, представляют собой огромные сооружения. Обычно их помещают в стальной бак, заполненный специальным минеральным маслом. Это улучшает условия его охлаждения и, кроме того, повышает изоляционные свойства. Трансформаторы применяются в приемниках и магнитофонах, телевизорах и видеомагнитофонах, в плеерах, телефонах и во многих других устройствах. Цель работы: измерить КПД трансформатора. Приборы и материалы: адаптер, мультиметр, реостат-потенциометр, трансформатор малогабаритный, динамический громкоговоритель, провода соединительные. Указания к работе: 1. Соберите электрическую цепь по схеме на рисунке 76, первичную цепь подключите к выводам переменного тока адаптера.
Рис. 76
2. Мультиметр переведите в режим вольтметра переменного тока с пределом «20 В» и измерьте напряжение на первичной и вторичной обмотках. 3. Мультиметр переведите в режим амперметра переменного тока с пределом измерения «10 А» и включите прибор в разрыв вторичной цепи в точке С (см. рис. 76). Далее восстановите вторичную цепь и при отключенной первичной цепи включите амперметр в разрыв первичной цепи в точке А.
