3.1 Объект испытания – однофазный трансформатор, установленный на стенде. Маркировка выводов его обмоток следующая:
- первичной обмотки А – Х;
- вторичной обмотки а – х1;
- дополнительной обмотки aд – xд.
3.2 В качестве регулируемого источника электрической энергии однофазного тока используется лабораторный автотрансформатор TV.
3.3 Все электроизмерительные приборы, необходимые для проведения экспериментов – переносные. Пределы измерения амперметров, вольтметров и ваттметра выбираются, исходя из режима работы трансформатора и его паспортных характеристик.
Задание для домашней подготовки к работе
4.1 Ознакомиться по учебнику, конспекту лекций и разделу 2 методических указаний с устройством и принципом действия трансформатора, его внешней характеристикой и зависимостью коэффициента полезного действия от нагрузки.
4.2 Ответить (устно) на контрольные вопросы и решить типовую программу контроля знаний (п. 7 метод. указаний).
4.3 Подготовить бланк отчета, в котором
- записать тему и цель работы;
- начертить 3 принципиальные электрические схемы для проведения следующих опытов: определения числа витков первичной и вторичной обмоток, опытов холостого хода и короткого замыкания (рис. 1.3 – 1.5);
- начертить таблицы 1.1 – 1.5. для записи результатов экспериментов и расчетов;
- привести формулы для расчета всех параметров, указанных в табл. 1.1 – 1.5.
Лабораторное задание
5.1 Ознакомиться с устройством трансформатора и записать его паспортные данные в протокол.
5.2 Подобрать электроизмерительные приборы для проведения каждого из трех опытов.
5.3 Собрать схему для проведения опыта по определению числа витков обмоток трансформатора (рис. 1.3).
Подключив ее к сети, установить с помощью автотрансформатора номинальное напряжение U 1ном.
Результаты измерений занести в табл. 1.1; в нее же записать число витков дополнительной обмотки w д.
Табл.1.1
| Измерено | Вычислено | |||||
| U 1н, В | U 20, В | U д0, В | w д | n | w 1 | w 2 |
Рис 1.3
Рис 1.4
Рис 1.5
Вычислить коэффициент трансформации трансформатора n, число витков первичной w 1 и вторичной w 2 обмоток. Результаты расчетов внести в табл. 1.1.
5.4 Собрать для проведения опыта холостого хода трансформатора схему (рис.1.4).
Подключить ее к сети и установить номинальное напряжение. Показания вольтметра, амперметра и ваттметра записать в табл. 1.2.
Табл. 1.2
| Измерено | Вычислено | |||||
| U 1н, B | I 10, A | P o, Вт | R o, Oм | X o, Ом | Z 0, Oм | cosj0 |
Вычислить параметры элементов схемы замещения трансформатора, работающего в режиме холостого хода: R 0, X 0, Z 0 и cos 
0. Результаты расчетов внести в табл. 1.2.
5.5 Собрать схему для проведения опыта короткого замыкания (рис. 1.5). Подключив ее к сети, установить первым автотрансформатором напряжение 50 В, после чего вторым автотрансформатором плавно увеличивать напряжение до величины, при которой ток первичной обмотки становится равным номинальному току, т.е. I 1k = I 1ном.
Показания вольтметра, амперметра и ваттметра заносят в табл.1.3.
Табл.1.3
| Измерено | Вычислено | ||||||||||
| U 1k, B | I 1k = I 1н,, A | P k, Bт | R k, Oм | X k, Ом | Z k, Oм | R 1, Oм | X 1, Ом | R 2, Oм | X 2, Ом | u ка,% | u кр, % |
Вычислить параметры элементов схемы замещения трансформатора, работающего в режиме короткого замыкания: R к, X к, Z к ; активное и реактивное сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора: R 1, X 1, R 2, X 2; активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания: u ка, u кр
5.6 Для номинального режима работы трансформатора и различной по характеру нагрузки (табл.1.4) рассчитать D u 2 и U 2.
Табл. 1.4.
| b | cos j2=1 | cos j2=0.8, (j2> 0) | cos j2=0.8, (j2< 0) | |||
| D u 2, % | U 2, B | D u 2, % | U 2, B | D u 2, % | U 2, B | |
Построить в одной координатной системе 3 графика D u 2 (b) и 3 графика U 2 (I 2).
5.7 Задаваясь различными значениями коэффициента загрузки b (табл. 1.5), рассчитать коэффициент полезного действия трансформатора для различной по характеру нагрузки (
- коэффициент загрузки, соответствующий 
).
Табл.1.5
| b | 
| |
| cos j2=1 | cos j2=0.8 | |
| 0,25 | ||
| 0,5 | ||
| b/ | ||
| 1,0 |
Результаты расчетов внести в табл. 1.5.
Построить в одной координатной системе два графика 
) для различных значений cos 
2.
Содержание отчета
6.1 Материалы, поименованные в п.3 домашнего задания.
6.2 Наименование и характеристика используемого оборудования и электроизмерительных приборов.
6.3 Схемы замещения трансформатора, работающего в режимах холостого хода и короткого замыкания.
6.4 Графики зависимостей: D u 2 
.
6.5. Выводы по работе.
7. Контрольные вопросы.
7.1. Объясните устройство и принцип действия трансформатора.
7.2. Как определяется коэффициент трансформации трансформатора?
7.3. Как определить число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора без его перемотки?
7.4. Как и для чего проводят опыт холостого хода? На что расходуется мощность, потребляемая трансформатором в этом режиме?
7.5. Как и для чего проводят опыт короткого замыкания? Какие величины определяют по данным этого опыта?
7.6. Что называется коэффициентом загрузки трансформатора и как при его изменении меняются токи в обмотках трансформатора?
7.7. Как определяется процентное изменение вторичного напряжения трансформатора? Объясните вид внешней характеристики трансформатора для различной по характеру нагрузки.
7.8. Как рассчитать к.п.д. трансформатора по данным опытов холостого хода и короткого замыкания?
7.9. Типовая программа контроля знаний.
7.9.1 В каком соотношении находятся токи в обмотках понижающего трансформатора?
1. I 1 > I 2;
2. I 1= I 2;
3. I 1< I 2.
7.9.2 Нагрузка на трансформатор увеличилась вдвое. Как при этом изменятся потери на нагрев сердечника D Р ст и обмоток D Р м? (U 1=const).
1. D Р ст увеличатся вдвое; D Р м не изменятся.
2. D Р ст и D Р м увеличатся в 4 раза.
3. D Р ст не изменятся; D Р м увеличатся в 4 раза.
4. D Р ст увеличатся в 4 раза; D Р м не изменятся.
5. Другой ответ.
7.9.3 Как изменятся показания приборов при замыкании рубильника?
1. Показание амперметра увеличится, вольтметра – не изменится.
2. Показания амперметра и вольтметра увеличатся.
3. Показание амперметра уменьшится, вольтметра – не изменится.
4. Показание амперметра увеличится, вольтметра – уменьшится.
5. Показания амперметра и вольтметра уменьшатся.
7.9.4 Как изменится вторичное напряжение трансформатора, если при том же коэффициенте загрузки к нему вместо активно-индуктивной подключить активную нагрузку?
1. Увеличится.
2. Уменьшится.
3. Не изменится.
7.9.5 При каком коэффициенте загрузки трансформатора его к.п.д. достигает максимального значения?
1. 
2. 
3. 
4. 
5. 