Файл: Министерство образования.docx

Цельработы: изучение явления электромагнитной индукции и взаимной индукции при помощи трансформатора. Ознакомление с принципом действия однофазного трансформатора. Экспериментальное определение и исследование характеристик однофазного трансформатора.

Краткиетеоретическиесведения:

Явление, изучаемое в работе. Электромагнитная индукция.

Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин.

ЭДС самоиндукции – препятствует нарастанию силы тока при включении и убыванию силы тока при выключении цепи

---

, а также прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения силы тока в катушке.

Сила тока – это скалярная физическая величина, равная отношению заряда, переносимого сквозь рассматриваемую поверхность за малый промежуток времени, к величине этого промежутка.

Электрическое напряжение – это физическая величина, равная работе, совершаемой результирующим полем кулоновских и сторонних сил при перемещении вдоль цепи из одной точки в другую единичного положительного заряда.

Электрическое сопротивление – это физическая величина, прямо пропорциональная произведению удельного сопротивления на длину проводника и обратно пропорционально площади поперечного сечения.

Мощность электрического тока – эта физическая величина, равная отношению работы тока ко времени, за которое эта работа совершена.

Коэффициент полезного действия трансформатора – равен отношению мощностей вторичной и первичной обмоток нагруженного трансформатора соответственно.

Коэффициент трансформации – показывает во сколько раз вторичное напряжение больше первичного напряжения в режиме холостого хода.
Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых, получены расчетные формулы. Пояснения к физическим величинам и их единицы измерений.
Закон Ома для участка с ЭДС - устанавливает связь силы тока на участке цепи с напряжением на концах этого участка и его сопротивлением.

U RI E_,
где: U- электрическое напряжение, В; I - сила тока, А; R -

---

электрическое сопротивление, Ом; E - ЭДС самоиндукции, В.

ЗаконэлектромагнитнойиндукцииФарадея:ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.


m
dФ E 

dt_,
где: E - ЭДС самоиндукции, В; dФ_m- скорость изменения магнитного потока, Вб; dt- время изменения скорости магнитного потока, с.

Знак минус является математическим выражением правила Ленца – общего правила для нахождения направления индукционного тока.

Правило Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление , что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшего этот индукционный ток.

Схемаустановки

Основныерасчѐтныеформулы:

1. 
   Вычислениекоэффициентатрансформации:
   

K ^U1

U_{2 ,}

где: U₁- напряжение на первичной обмотке , В, U₂ – напряжение на вторичной обмотке, В.

2. 
   Вычислениепередаваемоймощности,Вт:
   

P UI_,

где: U - электрическое напряжение, В; I - сила тока, А.

3. 
   Вычислениекоэффициентаполезногодействиятрансформатора:
   

  ^Р2 100%,

Р₁

где: P₁ - передаваемая мощность на первичной обмотке, Вт, P₂ – передаваемая мощность на вторичной обмотке.

Формулыдлярасчетапогрешностейкосвенныхизмерений:

---

Абсолютнаяпогрешностьизмеренийкоэффициентатрансформации:
 U₁ 




K K^{ },

 ^U1 
где: K – коэффициент трансформации, △U₁ - погрешность измерений напряжения на первичной обмотке, В, U₁ - напряжение на первичной обмотке, В.

Абсолютнаяпогрешностьизмеренийпередаваемоймощности:
 U₁ I₁ 

Погрешностипрямыхизмерений:

Погрешность измерений напряжения на первичной обмотке, △U₁= 0,4 В ( для измерений с напряжением на блоке питания не больше 10В), △U₂= 1,2 В ( для остальных измерений)
Погрешность измерения силы тока на первичной обмотке, △I₁= 1,5мА ( при значениях

---

меньших 60мА), , △I₂=15мА( при значениях больших 60мА)

Таблицы:

Таблица №1. Результаты измерений и вычислений коэффициента трансформации.

Uб. п., В	U1, В	U2, В	K=U1/U2
2	1,8	1,20	1,50
4	3,8	2,46	1,54
6	5,8	3,74	1,55
8	7,8	5,00	1,56
10	9,8	6,28	1,56
12	10,8	7,55	1,43
14	12,8	9,06	1,41

Таблица №2. Результаты измерений и вычислений передаваемой мощности и КПД трансформатора при нагрузке 10 Ом.

Uб. п., В	U1, B	I1, мA	U2, B	I2, мA	P1, мВт	Р2, мВт	100%
2	1,8	8	1,0	9,6	14,4	9,60	66,70
4	3,8	15	1,9	18,8	57,0	35,15	61,70
6	5,7	22	3,0	30,0	125,4	90,00	71,77
8	7,8	30	4,2	41,5	234,0	174,30	74,48
10	9,9	38	5,3	52,5	376,2	278,25	73,96
12	10,8	44	6,3	62,2	475,2	391,86	82,46
14	12,9	54	7,7	76,2	696,6	587,50	84,34

---