17 ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
учебно-методическое пособие по физике

Nº 17. ИЗУЧЕНИЕ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы:
1изучить устройство и паспортные данные трансформатора; 2.исследовать зависимость напряжения на вторичной обмотке трансформатора от числа витков в ней.

Оборудование:

трансформаторы на вертикальных
панелях с одинаковым
количеством обмоток (по 1 шт.). 2.
электрической энергии на 4 В (выпрямитель В-24М). 3. вольтметры переменного тока до 4 (2 шт.) и 120В. 4. амперметры переменного тока до 2 и 6 А. 5. ключ. 6. соединительные провода. 7. Лампочка на патроне на 3,5 В.
Необходимые сведения
В радиотехнике, электротехнике, электронике широко используют трансформатор.
Внешний вид и схема одного из них (простейшего) показаны на рис.
Основные элементы любого трансформатора: 1.
Сердечник (магнит провод); набирается из
отдельных тонких изолированных друг от друга листов магнитомягкой стали. 2. Две обмотки с разным числом витков: с небольшим количеством
витков пі толстой проволоки и с большим количеством витков
n2
тонкой проволоки.
Переменный ток обмотки, соединенной с источником электрической энергии (первичная обмотка), создает в сердечнике трансформатора переменный магнитный поток, который в каждом витке обмоток возбуждает ЭДС индукции е. Поэтому ЭДС индукции в первичной обмотке = п1е, во вторичной—2 =n2 e, а1/2 = n2/n1.
Если цепь вторичной обмотки разомкнута, в первичной обмотке течет слабый ток- ток холостого хода, не превышающий 5% номинального. Падение напряжения U=l0R в первичной обмотке с сопротивлением R очень мало и приложенное к этой обмотке напряжение U1 лишь немного больше  1U1 1. Напряжение на концах вторичной обмотки U2: U2=  2. Следовательно, для холостого хода трансформатора U2/U1= n2/n1, Отношение n2/n1= k — коэффициент трансформации. При k>1 трансформатор повышает напряжение; при k<1 — понижает напряжение. При замыкании цепи вторичной
обмотки переменный ток этой обмотки I2, согласно закону Ленца, создает в сердечнике магнитный поток противоположного магнитному потоку первичной обмотки
направления. Магнитный поток в сердечнике ослабляется. Это приводит к ослаблению 1 в первичной обмотке и возрастанию тока в ней до I1. Ток возрастает, пока
магнитный поток в сердечнике трансформатора не станет прежним. Обмотки
пронизываются с почти одинаковым магнитным потоком Ф (Ф= In), поэтому I1n1=I1n1, а I2/I1=n1/n2
Ход работы:
1 Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 17.
2 Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис. 18. 

3 После проверки цепи преподавателем замкнуть ключ, пронаблюдать работу

4 электрической цепи.
5 Снять показания измерительных приборов и занести их в табл.
6 Определить коэффициент трансформации и сделать вывод
7 Таблица определения коэффициента трансформации.
8 Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис 19.

 9 3амкнуть ключ и, изменяя положение движка реостата, получить минимальный накал лампы.
10 Составить электрическую цепь по схеме, изображенной на рис 20, установив в этой цепи реостат с прежним сопротивлением (положение скользящего его контакта не менять!).
11 3амкнуть ключ, пронаблюдать работу установки.
Сравнить накал лампы с накалом предыдущего опыта и сделать вывод.

Контрольные вопросы:

Рассказать о назначении, устройстве, принципе действия трансформатора.
С какой целью магнитопровод набирается из тонких изолированных пластин
электротехнической стали? Каков КПД современных трансформаторов?

С какой электрической энергии используют трансформатор? Ответ обосновать.
Кто является изобретателем трансформаторов? Кем впервые была решена задача передачи электроэнергии без больших потерь?

Каково напряжение в ЛЭП России?

Что вы знаете о Единой энергетической системе России, об энергосистеме «Мир»?

Выводы о проделанной работе.