 |
Описание лабораторной установки
|
|
|
|
Лабораторная установка состоит из лабораторного модуля (рис. 8.13), генератора гармонического сигнала и осциллографа в качестве контрольно-измерительной аппаратуры.
Рис. 8.13. Лабораторный модуль
Схема лабораторной установки для измерения индуктивностей первичной и вторичной обмоток трансформатора, а также индуктивности рассеяния трансформатора приведены на рис. 8.14. Индуктивности измеряются резонансным методом с использованием эталонной емкости 
.
Рис. 8.14. Схемы для измерения индуктивностей первичной (а) и вторичной (б) обмоток трансформатора, а также индуктивности рассеяния (в)
Схема лабораторной установки для измерения частотной зависимости коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора показана на рис. 8.15.
Соединение элементов в схеме осуществляется с помощью соединительных проводов, а также с использованием коммутационных полей.
В качестве генератора гармонического напряжения используется внешний генератор с внутренним сопротивлением 
. Для контроля напряжения на элементах схемы используйте электронный осциллограф.
Рис. 8.15 – Функциональная схема для измерения частотной зависимости коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора
В качестве добавочного сопротивления используйте 
.
Лабораторное задание
1. Измерение индуктивностей трансформатора:
· Подготовить измерительные приборы к работе включить их и дать им прогреться в течение 5 - 10 мин. Установить выходное напряжение генератора порядка 100 мВ.
· Смонтировать на лабораторном модуле схему для измерения индуктивности первичной обмотки трансформатора (рис. 8.14, а). Изменяя частоту колебаний, вырабатываемых генератором определите резонансную частоту 
по максимуму амплитуды сигнала, измеряемого осциллографом.
|
|
|
· Рассчитайте значение индуктивности первичной обмотки:
. (8.35)
· Аналогичным образом измерьте резонансные частоты в схемах рис. 8.14 (б и в) и рассчитайте индуктивность вторичной обмотки трансформатора 
и индуктивность рассеяния 
по формулам, аналогичным (8.35).
2. Определение параметров трансформатора и его рабочего частотного диапазона
· Произведите расчет коэффициента трансформации и коэффициента связи:
, 
. (8.36)
· По полученным значения сделайте вывод о том является ли трансформатор повышающим или понижающим, а также, на сколько он близок по своим свойствам к совершенному.
· Выберите сопротивление генератора гармонического напряжения равным 
и рассчитайте оптимальное значение сопротивления нагрузки:
. (8.37)
Выберите на стенде ближайшее к рассчитанному значение сопротивления.
· Рассчитайте граничные частоты среза и центральную частоту трансформатора:
, 
, 
. (8.38)
· Проверьте, выполняется ли условие широкополосности трансформатора.
· Рассчитайте максимальное значение коэффициента передачи мощности в дБ:
. (8.39)
3. Измерение частотной зависимости коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора
· Соберите лабораторную установку для измерения частотной зависимости коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора (рис. 8.15).
· Определите требуемое значение ЭДС генератора, исходя из максимального значения коэффициента передачи мощности:
. (8.40)
При расчете используйте выбранное выше значение сопротивления нагрузки, а амплитуду напряжения на нагрузке положите равной 
.
· Выставьте на генераторе рассчитанные значения средней частоты и ЭДС и измерьте амплитуду напряжения на нагрузке. Убедитесь, что она равна выбранной.
· Измерьте частотную зависимость коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора, выставляя на генераторе, по-очереди, значения частоты, указанные в первой графе таблицы 8.1 и измеряя амплитуду напряжения на нагрузке. По измеренным значениям рассчитайте коэффициент передачи мощности согласующего трансформатора и заполните пустые графы таблицы 8.1.
|
|
|
Таблица 8.1. Результаты измерения частотной зависимости коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора
| 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
| ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
|
| 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 9,0 | ||
|
| ||||||||||
|
| ||||||||||
|
| ||||||||||
|
| ||||||||||
|
| ||||||||||
|
| ||||||||||
|
|
· Изобразите график частотной зависимости коэффициента передачи мощности в дБ, используя логарифмический масштаб частоты.
· По полученному графику определите граничные частоты полосы пропускания трансформатора и среднюю частоту и сравните полученные значения с рассчитанными ранее.
· Определите наклон графика за пределами полосы пропускания (в дБ на декаду) и сравните с известным теоретическим значением.
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Функциональные схемы лабораторных установок для измерения индуктивностей согласующего трансформатора.
3. Функциональная схема для исследования частотной зависимости коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора.
4. Результаты экспериментального исследования (таблица и график).
5. Результаты обработки экспериментальных данных.
6. Выводы.
8.5. Контрольные вопросы
1. Какие две катушки индуктивности называются связанными?
2. Какими параметрами характеризуют магнитную связь между катушками индуктивности и от чего они зависят?
3. Какие катушки индуктивности называются включенными согласно (встречно) и как вид включения обозначается на схеме?
4. Что называется трансформатором?
|
|
|
5. Какой трансформатор называется линейным?
6. Какой трансформатор называется идеальным? Как он обозначается на схеме? Запишите свойства идеального трансформатора?
7. Какой трансформатор называется повышающим (понижающим)? Как этого можно добиться?
8. Что называется индуктивностью рассеяния обмоток трансформатора и как они могут быть рассчитаны?
9. Какой трансформатор называется согласующим? Как должны быть связаны сопротивления генератора и нагрузки для передачи в нагрузку максимально возможной активной мощности?
10. Приведите известные вам схемы замещения реального трансформатора и поясните смысл величин, входящих в их состав.
11. Что понимается под совершенным трансформатором? Нарисуйте схему замещения совершенного трансформатора.
12. Что понимают под коэффициентом передачи мощности согласующего трансформатора? Приведите график его частотной зависимости.
13. От чего зависит рабочий частотный диапазон согласующего трансформатора? Как его расширить?
14. Какой трансформатор называется широкополосным?
15. Каково максимальное значение коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора? На какой частоте оно достигается?
16. Каков наклон графика частотной зависимости коэффициента передачи мощности согласующего трансформатора за пределами полосы пропускания?
17. Как измерить индуктивности первичной и вторичной обмоток трансформатора?
18. Как измерить индуктивность рассеяния трансформатора?
[1] Вторичная обмотка трансформатора может быть разделена на несколько секций.
|
|
|
