Коефіцієнт трансформації


Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії
Джерело струму
З’єднувальні
провідники
Світлодіод
Трансформатор
(2 шт, з осердям та без)
Додаткове обладнання
Сталевий цвях


Мультиметр

Переконуємося, що:

1
- Найпростіший трансформатор складається з двох котушок (обмоток) з таким розташуванням, що одна перебуває у магнітному полі іншої. На першу обмотку подається вхідна напруга від джерела живлення. Ця обмотка називається первинною. Створене нею змінний магнітний потік, завдяки електромагнітній індукції, призводить до появи ЕРС в другій обмотці, яку називають вторинною.
2
- Трансформатор перетворює змінний струм однієї напруги на струм іншої напруги без зміни його частоти.
3
- Ефективність трансформатора залежить від того, наскільки добре поширюється магнітний потік. Для покращення поширення цього потоку використовуються осердя із заліза, фериту та інших спеціальних матеріалів.
4
- Коефіцієнт трансформації трансформатора без навантаження обчислюється за формулою: k = E2/E= N2/N1, де E1 - ЕРС первинної обмотки трансформатора, E2 - ЕРС вторинної обмотки, N1 - кількість витків на первинній обмотці, N2 - кількість витків на вторинній обмотці.

Хід досліду:

1
1.  Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.
2
2.  Складаємо електричне коло за схемою:
1

       Джерело живлення приєднуємо до обмотки з меншою кількістю витків.

2
3.  Вмикаємо джерело живлення, встановлюємо на ньому змінний струм з вихідною напругою 1 В та частотою 5 кГц.
3
4.  Вмикаємо мультиметр та переводимо його у режим вимірювання змінного струму. Визначаємо напругу на контактах другої обмотки.
4
5.  Змінюємо на джерелі живлення вихідну напругу до 2 В та знову фіксуємо виміри мультиметра.
5
6.  Змінюємо на джерелі живлення вихідну напругу до 3 В та фіксуємо виміри мультиметра. Розраховуємо середнє значення коефіцієнту трансформації трансформатора з осердям. Переконуємося, що він дорівнює приблизно 3.
6
7.  Замінюємо у колі трансформатор з осердям на трансформатор без осердя. Зменшуємо на джерелі живлення вихідну напругу до 1 В. Повторюємо кроки 4-6. Переконуємося, що на цей раз коефіцієнт трансформатора дорівнює приблизно 0,1. Тобто ефективність роботи трансформатора без осердя є суттєво нижчою від ефективності роботи трансформатора з осердям.
7
8.  Тепер помістимо у середину обмоток трансформатора без осердя сталевий цвях, знову зменшимо на блоці живлення вихідну напругу до 1 В та повторимо кроки 4-6. Переконуємося, що у такого трансформатора коефіцієнт трансформації зріс до близько 0,3. Тобто ефективність роботи трансформатора без осердя зростає у кілька разів, якщо у середину його обмоток помістити сталевий предмет, який сприяє поширенню магнітного поля магнітного потоку від першої до другої обмотки.

Висновок:

1
Таким чином, під час виконання досліду ми дослідили ефективність роботи трансформатора з феритовим осердям, трансформатора без осердя та цього самого трансформатора, але з поміщеним всередину його обмоток сталевим предметом. Так ми з’ясували, що ефективність роботи трансформатора з феритовим осердям є найвищою.