实验四、变压器的测量

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1、1实验四、变压器的测量实验四、变压器的测量实验目的实验目的： 1、 观察变压器能量变换关系与电磁变化的关系； 2、 验证输入功率与输出功率、铁损、铜损之间的关系； 3、 可利用多种方法测定衡量变压器的重要指标的铁损和铜损；实验仪器实验仪器：电压表、电流表、功率表、调压器、演示变压器、灯泡（220V、15W） ，导线 若干 实验原理实验原理： 当交流电压加在铁芯线圈上时,铁芯中是有损耗的,被称为铁耗。产生铁耗的主要原因有 两个：一个是铁芯在交变磁场的作用下,磁铁中的磁畴(很小的自发磁化区域)随着外磁场的 方向不断地转向。这需要克服一定的阻力,结果使合成的磁通密度稍落后于外磁场强度的变 化,引起所

2、谓磁滞现象。由磁滞所引起的损耗称为磁滞损耗。另一个是当铁芯中的磁通变化 时,不仅在环绕铁芯的线圈中感应电动势,在铁芯内部也会感应电动势,因此在铁芯内产生电 流引起损耗,称为涡流损耗。当电源电压一定时,铁耗基本上是恒定的,它与负载电流的大小 和性质无关。变压器中的绕组有一定的电阻,电流通过时产生的电阻损耗就是铜耗。在恒定 电压的情况下,电流大致和负载成正比,而电阻损耗与电流的平方成正比。以单相变压器为例,其 测量原理如下。图 1 为求和法测损耗原理电路图,图中为变压器原方与副方之间的变化。 在 11端并联一个电流源 i=i1-i2/,在 22端串联一个电压源 v= v1 /- v2 ,发现从11

3、和 22看进去的总功率损耗: P1总= v1 i2/- i2 v1/=0 (1) 故变压器的损耗即为两个电源发出的功率之和： P1= v1(i1- i2/)+ i2(v1/- v2)=+(2) 经典的变压器损耗为输入功率减去输出功率,即 P1 = v1 i1 - v2 i2 (3) 由此可看到,变压器的功率损耗由式(3)的求差法变为式(2)的求和法,其检测精度将会提高。图 1 测损耗原理电路图图 2 测量变压器输入功率的原理图 实验步骤实验步骤：2（1）测量变压器输入功率，原理电路图如图 1 所示。调整调压器，使变压器原边绕组 电压稳定在 36V（或者 12V） ，测取原绕组电流 i1、副绕组

4、电压 U2和瓦特表 W 的读数 PaI（变压器输入功率） 。 （2）测量变压器输出功率，原理电路图如图 2 所示。负载 Z 不变，调整调压器，使灯排 电压等于步骤（1）的电压 U2，此时瓦特表 W 的读数应等于步骤（1）的变压器输出功率 Pac。 （3）测量变压器铁损，副边绕组开路，调整调压器，使原边绕组电压 U1=36V。由于变压 器空载，空载电流很小，引起的铜损可忽略不计。此时瓦特表 W 的读数应等于步骤（1） 的变压器的铁损 PFe。 （4）测量变压器铜损，副边绕组短路，通过调压器和可变电阻 R，使原边绕组电压尽量降 低，且使输入电流 i1等于步骤（1）的变压器输入电流 i1。由于输入电压较低，所以引起的 铁损 PFe可忽略不计。此时瓦特表 W 的读数应等于步骤（1）的变压器的铜损 PCu。 （5）将步骤（2） 、 （3） 、 （4）测得的瓦特表 W 的读数相加，理论上应当与步骤（1）瓦特 表 W 的读数相等：PaI=Pac+PFe+PCu。 注意事项： 1、 原、副边绕组的可承受的电压； 2、 不要接触带电裸露的导线。