ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.02.2024
Просмотров: 40
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕРЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ОТЧЕТ
ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №14
ФИЗИКА. ИCCЛЕДОВАНИЕРАБОТЫОДНОФАЗНОГОТРАНСФОРМАТОРА
Выполнила: студенткагр.ГНГ-20-1 | | /РогачеваД.С./ |
| (подпись) | (Ф.И.О.) |
Проверил: | | / / |
(должность) | (подпись) | (Ф.И.О.) |
Санкт-Петербург 2021
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; dФm- 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:
-
Вычислениекоэффициентатрансформации:
K U1
U2 ,
где: U1- напряжение на первичной обмотке , В, U2 – напряжение на вторичной обмотке, В.
-
Вычислениепередаваемоймощности,Вт:
P UI,
где: U - электрическое напряжение, В; I - сила тока, А.
-
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
P1 P1
U1
,
I1
где: P1 – передаваемая мощность на первичной обмотке, Вт, △U1 - погрешность измерений напряжения на первичной обмотке, В, U1 – напряжение на первичной обмотке, В, △I1 - погрешность измерения силы тока на первичной обмотке, А, I1 – сила тока на первичной обмотке, А.
АбсолютнаяпогрешностьизмеренийКПД трансформатора:
I1 U1
I1
,
U1
где: η – КПД трансформатора, △I1 – погрешность измерения силы тока на первичной обмотке, А, I1 – сила тока на первичной обмотке, А, △U1 - ,В, U1 – напряжение на первичной обмотке, В.
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 |