Однофазные трансформаторы

 

*■■■•

 

2.2. Пример листов рабочей тетради по теме «Однофазные трансформаторы»

Принцип действия трансформатора

Электромагнитная  схема однофазного двухобмоточного  трансформатора состоит из двух _________________ (рис. 1.), размещенных на замкнутом _______________________, который выполнен из ферромагнитного материала. Применение ферромагнитного магнитопровода позволяет усилить электромагнитную связь между ___________, т.е. __________ магнитное сопротивление контура, по которому проходит магнитный поток трансформатора. Первичную обмотку 1 подключают к источнику _____________ тока – электрической сети с напряжением сети u₁. К вторичной обмотке 2 присоединяют сопротивление нагрузки Zн.

Обмотку более  высокого _______________ называют обмоткой ____________ _____________ _____________ (ВН), а низкого ______________ – обмоткой _____________ ___________________ (НН). Начала и концы обмотки ВН обозначают буквами А и Х; обмотки НН – буквами а и х.

При подключении  к сети в первичной обмотке  возникает переменный ток i₁, который создаёт переменный магнитный поток Ф, замыкающийся по магнитопроводу. Поток Ф индуцирует в обеих обмотках переменные ЭДС – е₁ и е₂ пропорциональные, согласно закону Максвелла, ________ __________ w₁ и w₂ соответствующей обмотки и скорости изменения потока dФ/dt.

 
Рис. 1.

Отношение ЭДС E_вн обмотки высшего напряжения к ЭДС Е_нн обмотки низшего напряжения (или отношение их чисел витков) называют коэффициентом _________________

n = ________________

! Коэффициент n всегда _____________ единицы.

В трансформаторе преобразуются только напряжения и  токи. Мощность же остаётся приблизительно постоянной (она несколько уменьшается  из-за внутренних потерь энергии в  трансформаторе).

!Следовательно, полная мощность потребляемая из сети практически полностью выделяется на ________________

S₁ = U₁ I₁ ,

S₁ = U₁ I₁ ≈ S₂ = U₂ I₂ .

Отсюда следуют соотношения  между токами и напряжениями на первичной  и вторичной обмотках трансформатора.

U₁ / U₂ = ________________

Устройство  трансформаторов

Рис. 1. Устройство трансформатора. 1. _______________; 2. ______________; 3. _____________; 4. _____________; 5.______________.

Магнитная система. В зависимости от конфигурации магнитной системы, трансформаторы подразделяют на ____________ (рис. 2., а), ___________ (рис.2., б) и ____________ (рис. 2, в).

______________ называют часть магнитопровода, на которой размещают обмотки (рис. 2.; 2). Часть магнитопровода, на которой обмотки отсутствуют, называют __________ (рис. 2.; 1). Трансформаторы большой и средней мощности обычно выполняют стержневыми. Они имеют лучшие условия охлаждения и меньшую массу, чем броневые.

 
Рис. 2.

2.3. Контролирующие  листы рабочей тетради по теме  «Однофазные трансформаторы»

Почему  сердечник трансформатора выполняют  из электротехнической

стали?

__________________________________________________________

Почему  пластины сердечника трансформатора стягивают  шпильками?

____________________________________________________________

 

Почему  сердечник трансформатора выполняют из электрически изолированных друг от друга пластин электротехнической стали?

_________________________________________________________

_________________________________________________________

 

На  каком законе электротехники основан принцип действия трансформатора?

___________________________________________________

 

Что произойдет с трансформатором, если его включить в сеть постоянного напряжения той же величины?

_________________________________________

 

Как соотносятся по величине токи холостого  хода I0 и номинальный I1н в трансформаторах средней мощности?

 

 

29. Какой режим  работы соответствует опыту холостого хода трансформатора?

 

 

Что произошло с нагрузкой трансформатора, если ток первичной обмотки уменьшился?

 

 

Два трансформатора одинаковой мощности Тр1 и Тр2, подключенные к

одной питающей сети переменного тока, включены параллельно и работают наобщую нагрузку. Коэффициенты трансформации обоих трансформаторов одинаковы, а напряжение короткого замыкания трансформатора Тр1 больше, чем напряжение короткого замыкания трансформатора Тр2 (U1к1> U1к2). Что будет происходить с трансформаторами:

 

 

Первичная обмотка  автотрансформатора имеет W1=600 витков, коэффициент трансформации К=20. Определить число витков вторичной обмотки W2.

 

 

 

Изменится ли магнитный поток в сердечнике трансформатора, если вторичной обмотке  ток возрос в 3 раза:

________________________

Имеется два одинаковых трансформатора Тр1 и Тр2. У первого трансформатора Тр1 сердечник изготовлен из листов электротехнической стали толщиной 0, 35 мм, у второго Тр2 – 0,5 мм. В каком соотношении находятся их

КПД η:________________

На  рисунке показаны внешние характеристики однофазного трансформатора для  различных видов нагрузки. Каким типам нагрузки они соответствуют

1. _____________________
2. _____________________
3. _____________________
4. ____________________

 

 

 

 

 

На рисунке изображен трансформатор, работающий в режиме холостого хода.

 
 
  Рис. 3  

      W₁ - число витков первичной обмотки;  
       W₂- число витков вторичной обмотки;  
       R₁ - активное сопротивление первичной обмотки.

     Определите ЭДС, индуктированную в первичной обмотке трансформатора основным магнитным потоком.

.  

    

  Основной магнитный поток изменяется по закону:

 

,

 

Действующее значение ЭДС в первичной обмотке

.

 
     

  Действующее значение ЭДС во вторичной обмотке

 

 

              

Изобразите векторную диаграммю трансформатора, работающего в режиме холостого хода.

Изобразите схему  замещения трансформатора,  соответствующая уравнению

.   

        где   индуктивное сопротивление рассеяния первичной обмотки.  
 
       

 

 

 

Определить  число витков W2 вторичной обмотки трансформатора

напряжения, если первичная обмотка рассчитана на напряжение U1 = 6000 В и имеет W1=12000 витков, а вторичная – на U2 = 100 В.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

Ответ: ___________________

 

Определить  число витков вторичной обмотки  трансформатора тока W2, если первичная обмотка рассчитана на ток I1 = 1000 А и имеет W1 = 1 виток, а вторичная на – I2 = 5 А.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

Ответ: ___________________

Номинальная мощность трансформатора S=10 кВ∙А. Номинальное входное напряжение U₁=660 В, выходное U₂=380 В. Потерями в трансформаторе пренебречь. Определить коэффициент трансформации, токи в первичной и вторичной обмотках.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Ответ:_________________

 

 

Однофазный трансформатор номинальной мощностью 400 В∙А имеет активное сопротивление первичной обмотки R₁=1,875 Ом.

В опыте  короткого замыкания (см.рис.), трансформатора замерено напряжение на входе U_1к=10 В, при котором токи в первичной и вторичной обмотках равны номинальным: I₁=2 А, I₂=10 А. Ваттметр показал Р_к=15 Вт. Определить, какую долю от номинального значения составляет напряжение короткого замыкания, активное сопротивление вторичной обмотки.

Дано: __________________________________________________________

Решение:________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Ответ:_________________

 

Заключение

 

Разработка рабочей тетради является вполне современным способом ведения учебного процесса. Несомненные преимущества налицо: проверка усвоения материала, контроль мыслительной деятельности учащихся, проверка полученных знаний, сами лекции проходят более разнообразно, а как следствие этого повышенный интерес аудитории, возможность исправлять ошибки в момент, когда они делаются, повышение познавательной самостоятельности у студентов. Такой тип обучения и контроля наиболее подойдёт как для очной, так и для заочной формы обучения. Листы рабочей тетради позволяют заметить ошибки в момент свершения. Таким образом, рабочая тетрадь является одним из немало важных атрибутов обучения.

 

Список литературы

 

 

1. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. – М., 1995.
2. Касаткин А. С. М. В. Немцов Электротехника// Высшая школа. 2002
3. Касаткина Н.Э., Руднева Е.Л. Курс лекций по педагогике. - Кемерово: КемГУ, 2001.
4. Климов Е.А. Методы системного педагогического исследования. – М., 1997
5. Подласый И.П. Педагогика: новый курс в 2-х кн. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999.
6. "Педагогика" под ред. В.А.Сластенина, М.: Издательский центр "Академия", 2002.
7. Педагогика: Учебное пособие для студентов педагогических вузов и колледжей (Под ред. П. И. Пидкасистого). – М.: Российское педагогическое агентство, 1996.
8. Федорова В. Н., Кирюшкин Д. М.  «Межпредметные связи» М., Педагогика, 1989
9. Эрганова Н.Е. Основы методики профессионального обучения: Учеб. пособ.- 2-е изд.- Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1999.- 138с.