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1、实验实验2727单相变压器单相变压器一引言一引言交流电路中的互感现象，在电子、电工技术上得到了广泛的应用。变压器就是以互感现象为基础的电磁装置。应用变压器可以实现电压变换、电流变换和阻抗匹配。变压器的种类很多，有动力变压器、电源变压器和特殊变压器。电压互感器、电流互感器就工作原理而言，也属于变压器。动力变压器用于发电站至用户间各类变电站，用来升高或降低电网电压。电源变压器有一组或多组固定的输出电压，它将市电（50HZ、220V）转变成所需的电压值。如用于坑道照明的变压器（其输出电压为 36V，称为安全电压），交流收音机所用的变压器，电子仪器所用的变压器，线路变压器等等。自耦变压器是一种特殊的变
2、压器，可输出连续可调的电压；电压互感器是用来将不易测量的高压转换到易于测量的电压范围，电流互感器则是用来将不易测量的大电流转换到易于测量的电流范围。互感器常用于电工测量或过压、过流保护。无线电接收机中常用的输出变压器，可实现电路和喇叭间的阻抗匹配。电焊机所用的变压器，其铁芯缝隙是可调的，借以调节输出电流。磁饱和稳压电源所用的变压器，其铁芯中磁感应强度处于饱和状态，当电网电压波动时，磁感应强度几乎不变，起到稳定电压的作用。在测量铁磁材料的磁化特性时，将铁磁材料制成的螺绕环也是一个变压器。本实验用的是小功率电源变压器，主要研究其技术参数的测量方法。二目的要求二目的要求1.掌握变压器的工作原理。2.
3、了解单相瓦特表的测量原理及使用方法。3.学会测量变压器的变压比、变流比、变阻比、铁损、铜损和效率。三原理三原理（略）四仪器用具四仪器用具变压器实验装置板一块，待测变压器一只（初、次级绕组N1和N2分别为605匝和275匝），调压变压器、降压变压器各一只，瓷盘电阻一只，L2-V 型交流电压表一只，T15-A型交流电流表一只，D34-W型瓦特表一只。五实验内容五实验内容1 测空载变压比及铁损按实验要求连接电路，不接负载。调节自耦变压器T1，用电压表测出待测变压器 T的输入电压U1分别为220V、120V时对应的输出电压U2值，并算出电压比。变压器的铁损可由空载试验测量。变压器的铁损是交变磁通在铁芯
4、中产生的。当外加电压U1和频率f 一定时，主磁通m基本上不变，故变压器空载或满载运行时，其铁损耗也基本上不变。在变压器空载时，由于空载电流i0很小，则原绕组的铜损耗可忽略。因此，变压器从电源输入的功率基本上都消耗在铁芯上，可认为空载损耗即为铁损耗。调节调压变压器T1，使待测变压器T 的输入电压分别为220V、120V时，用瓦特表测出变压器T输入端的功率W1，修正掉瓦特表电压圈消耗的功率U12/RD，即得相应的铁损功率PFe。2 测变压器的变流比、阻抗比及效率将电路接上负载，待测变压器T的输入电压分别调为 220V、120V，用电压表分别测出相应的次级电压U2，用电流表测出相应的初、次级电流I1
5、、I2，由以上数据可算出两/ZF。种电压下的变流比I1/I2及阻抗比ZF对应上述两种输入电压，用瓦特表分别测出相应的输入功率W1，修正掉瓦特表电压圈的功率U12/RD，算出变压器T的输入功率P1；对应上述负载运行时的两种输出电压U2，用瓦特表测出负载ZF处的功率W2，同样修正掉瓦特表电压圈的功率U22/RD，算出变压器T 的实际输出功率P2。由此可算出变压器的效率=P2/P1。3.测变压器铜损变压器的铜损可通过短路试验测量。铜损的大小视变压器初、次级回路电流的大小而定。本实验测量变压器T在输入电压分别为220V和120V两种情况下对应的电流在变压器初、次级线圈中所产生的铜损。但应注意，切不可在
6、切不可在T T 输入电压为输入电压为220V220V和和120V120V时将时将T T 次级短次级短路路，否则过大的短路电流会烧毁绕组否则过大的短路电流会烧毁绕组。因此短路试验必须在低压下进行。实际上只要变压器初、次级电流满足要求即可。将变压器次级短路。从零开始调节变压器 T1，使电流表所示变压器的次级电流分别为实验内容2 中的I2值，此时T1的输入电压U1很低，铁芯中的主磁通很小，铁损可略。用瓦特表测出变压器T 的输入功率W1，修正掉电流表消耗的功率I22RA，即得变压器的铜损功率Pcu（想一想，变压器次级线圈的铜损是否已包括于W1中？）。六注意事项六注意事项1.接、拆电路时必须切断电源，以
7、免触电！2.各变压器的初、次级均不可接颠倒，以免损坏变压器和电表。一般靠近铁芯的是初级绕组，绕在初级绕组外边的是次级绕组。3.每次换接电路前，自耦变压器 T1的输出电压都必须先调回零，以确保仪器安全。七考查题七考查题1 待测变压器初、次级分别为 605 匝和 275 匝，若负载电阻ZF=100，变压器初级加220V电压，那么它的次级电压，初、次级电流，等效电阻大致各为多少？2 为什么要在变压器开路状态下测铁损？为什么要在变压器短路状态下测铜损？3 瓦特表的功率量限=（所用的电压圈量限）（所用的电流圈量限）（该瓦特表的功率因数0.2），我们所用的瓦特表，电压圈有 150V、300V、600V三个量限，电流圈有0.5A和1A两个量限。若测量100V下100电阻的功率，那么应该选用哪个电压圈量限和哪个电流圈量限？此时瓦特表的功率量限是多少？八思考题八思考题1.解释，变压器在满载运行时为什么U1/U2明显大于N1/N2？2.画出从变压器初级看运行中的变压器的等效电路。试证明当铜损功率与铁损功率接近相等时，效率最高（可利用 R1R2R的近似条件）。