Задания для студентов на 13.11.20. гр. ТО 307 ОПД.03. Электротехника и электроника.

ТО 307 ОПД.03. Электротехника и электроника

Преподаватель: В.П.Шкитенков Электронный адрес почты: schkitenkoff@yandex.ru

Задание выдано 13.11.2020. Задание выполнить до 16.11.2020.

Раздел: Трансформаторы.

Тема: Коэффициент полезного действия трансформатора.

Задание:

I. Повторение пройдённого материала по теме: «Назначение трансформаторов и их применение. Устройства трансформатора. Формула трансформаторной ЭДС. Принцип действия трансформатора. Коэффициент трансформации».

Тестовые задания Выберите один из правильных ответов на вопрос.

Номер варианта студент выбирает в зависимости от начальной буквы фамилии студента:

Вариант 1 - Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Вариант 2 - Ж З И К Л М Я

Вариант 3 - А Б В Г Д Е Э Вариант 4 - Н О П Р С Т У

В – 1 и В – 2 79814.

1. Первичная обмотка трансформатора с числом витков w₁ = 880, включена в сеть с напряжением 220 В. Определить напряжение вторичной обмотки, если число витков её w₂ = 48.

1. 48 В. 2. 880 В. 3. 18.3 В. 4. 12 В. 5. 0.05 В.

2. Для чего сердечник трансформатора собирают из тонких листов электротехнической стали, изолированной друг от друга.

1. Для увеличения магнитного потока. 2. Для уменьшения коэффициента трансформации. 3. Для уменьшения нагревания магнитопровода. 4. Для увеличения коэффициента трансформации.

3. В магнитопроводе трансформатора включённого в сеть переменного тока с частотой f = 50 Гц, возбужден магнитный поток с амплитудой Ф_m = 0,001 Вб. Определить действующее значение ЭДС первичной обмотки, если число вит ков её w₁ = 572.

1. 24 В. 2. 220 В. 3. 380 В. 4. 0.4 кВ. 5. 127 В.

4. Обмотка трансформатора, включенная в сеть источника электрической энергии, называется…

1. Нейтральной. 2. Вторичной. 3. Первичной. 4. Независимой.

5. Укажите условное обозначение трёхфазного трансформатора.

1

4

В – 3 и В – 4 91204.

1. Для чего предназначены трансформаторы.

1. Для преобразования частоты переменного тока. 2. Для преобразования одного напряжения в другое. 3. Для повышения коэффициента мощности. 4. Для выпрямления переменного напряжения.

2. Определите напряжение сети, в которую можно включить однофазный трансформатор с вторичным напряжением 400 В. и коэффициентом трансформации 10.

1. 4000 В. 2. 0,4 Кв. 3. 40 Кв. 4. 40 В. 5. 4 В.

3. Можно ли использовать повышающий трансформатор для понижения напряжения сети?

1. Можно. 2. Нельзя. 3. Можно с выпрямителем. 4. Можно с инвертором.

4. Для чего сердечник трансформатора собирают из тонких листов электротехнической стали, изолированной друг от друга.

1. Для увеличения магнитного потока. 2. Для уменьшения коэффициента трансформации. 3. Для уменьшения нагревания магнитопровода. 4. Для увеличения коэффициента трансформации.

5. Максимальный магнитный поток в сердечнике однофазного трансформатора равен 0,001 Вб. При холостом ходе замерено напряжение на вторичной обмотке, равное 220 В. Число витков первичной обмотки w₁ = 496. Частота тока сети 50 Гц. Определите коэффициент трансформации и напря - жение питающей сети.

1. 0,5 и 110 В. 2. 2 и 110 В.

3. 2 и 220 В. 4. 2 и 440 В.

I.Переписать в лекционную тетрадь лекцию. Изучить.

Коэффициент полезного действия трансформатора представля­ет собой отношение полезной мощности, отдаваемой трансформато­ром в нагрузку, к мощности, потребляемой им из первичной сети:

или 

:Практически к.п.д. трансформато­ров очень высок.

• для трансформаторов малых мощностей (до 1000 ВА) η = 85 - 95 % ;

• для трансформаторов больших мощностей η = 95 - 99,5%.

При любой величине и характере нагрузки трансформатора его полезная мощность можно определить по формуле:

где β - коэффициент нагрузки трансформатора

Р_2ном— номиналь­ная мощность трансформатора.

 - коэффициент мощности трансформатора

Коэффициент нагрузки трансформатора определяется как отношение тока первичной обмотки при данной нагрузке к номинальному току первичной обмотки при номинальной нагрузке, т.е.

 - первичной обмотки при выбранной нагрузке;

 - номинальный ток первичной обмотки;

Подведенная мощность определя­ется кок сумма полезной мощности трансформатора и мощности потерь:

Р₁=Р₂+ƩР = Р₂ + Р₀ + Р_М.

Потери в меди Р_м зависят от тока (от нагрузки) и являются потерями переменными.

Эти потери определяются по формуле

где   —потери в меди при номинальном токе.

Проведя математические преобразования получаем формулу для определения коэффициента полезного действия трансформатора:

или 

На рис. 25.1 построены зависимости η, Ро и Р_м от коэффици­ента нагрузки β, откуда видно, что зависимость   имеет максимум.

Рис.25.1. Зависимость КПД и потерь трансформатора от коэффициента нагрузки.

Наибольшее значение коэффициента нагрузки β, при котором коэффициент полезного действия трансформатора η имеет максимальное значение определяется по формуле:

 Следовательно, наибольший к. п. д. будет при такой нагрузке, при которой постоянные потери равны потерям переменным (Ро =Р_М).

Потери постоянные Р₀ — это потери в стали,

Потери переменные Р_м — это потери в меди обмоток трансформатора,

Потери в стали определяются из опыта х.х., потери в обмот­ках— из опыта к. з. Номинальная мощность трансформатора ука­зана на его щитке, в паспорте и каталоге. Задаваясь значениями β и cosφ₂, можно вычислить к. п. д. трансформатора при любой на­грузке, не подвергая его непосредственным испытаниям.

Задания выполнять письменно в лекционной тетради переснять или отсканировать переслать на почту schkitenkoff@yandex.ru.

Если, что непонятно пишите на почту schkitenkoff@yandex.ru.

С уважением Владимир Петрович.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Н.Ю. Морозов. Электротехника и электроника. М «Академия» 2018.

Электронные ресурсы.

1. https://helpiks.org/6-35480.html