Name: single phase transformer testing
Uploaded: 2023-04-30T06:42:08.000Z
Duration: 10 min 50 s
Channel: JoVE

K12 Standards

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South Carolina College and Career Ready Science Standards

High School

Physics

motion-and-stability-forces-and-interactions

Motion and Stability: Forces and Interactions

P-PS2-6.

Single Phase Transformers

1. DC テスト
<ol><li>ベンチに使用可能な低電圧の DC 電源アダプターを入れます。</li>
	<li>その電圧出力を 0 V に設定し、0.8 a. に現在の制限を設定</li>
	<li>回路接続を再確認し、一次側巻線 (IN1 と IN2) 経由で電源の出力を接続します。(OUT1 と OUT2) 二次側巻線は開いたままにしておきます。</li>
	<li>供給をオンにし、現在の制限値に到達するまで電圧が微増します。供給をオンに、供給が電流制限をされる既に可能性がありますに注意してください。増やさないと電流制限します。
</li>
	<li>電圧と電源供給表示から現在の測定値を記録します。</li>
	<li>電圧を 0 V に設定し、電源を切断します。</li>
	<li>4 A に電流制限を調整し、二次側巻線 (OUT1 と OUT2) 経由で電源出力を接続します。一次側巻線 (IN1 と IN2) は開いたままにしておきます。</li>
	<li>供給をオンにし、現在の制限値に到達するまで電圧が微増します。供給をオンに、供給が電流制限をされる既に可能性がありますに注意してください。増やさないと電流制限します。
</li>
	<li>電圧と電源供給表示から現在の測定値を記録します。この変圧器の入力電圧が 3.5 V、電流は 0.8 a.</li>
	<li>電圧を 0 V に設定、電源をオフに、それを外します。</li>
	<li>マルチ メーターの一次巻線の抵抗値を測定します。</li>
	<li>マルチ メーターと二次巻線の抵抗値を測定します。</li>
	<li>という両側電源が理想的に等しく、高電圧低電流と低抵抗を意味するため、低い電圧側抵抗よりも高くなる高電圧側の耐性を持っていることが一般的です。DC テストとマルチ メーターの抵抗を測定する必要があります密接に一致しています。</li>
</ol>2. オープン回路のテスト
<ol><li>三相源になっていることを確認します。</li>
	<li>オープン回路のテスト (図 1) の回路を接続します。デジタル電源メーターを使用します。</li>
	<li>変圧器 0% であることを確認します。</li>
	<li>回路接続図 1 から期待どおりには、三相のソースを入れますと再確認してください。</li>
	<li>デジタル電源メーター上を読んで電圧 24 V に達するまでゆっくりと VARIAC のノブを調整します。</li>
	<li>電源メーターの電圧、現在、実際に電源、および電源係数を記録します。</li>
	<li>0% に戻って、変圧器セットは三相ソースを切り VARIAC の出力を外します。</li>
	<li>開回路または無負荷テスト (私の OC)、電流、電圧 (VOC) からある磁化リアクタンス (Xm) とコア損失抵抗 (RC) と電源 (POC) 次のように測定。 RC= VOC2/POC (1) Xm= VOC2/QOC (2) 場所QOC2=(VOC私のOC)2- POC2 (3)</li>
</ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10151/10151fig1.jpg"> 図 1: DC テスト回路図。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10150/10151fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
3. 短絡テスト
<ol><li>三相源になっていることを確認します。</li>
	<li>短絡テスト (図 2) の回路を接続します。IN1 と IN2 VARIAC の出力に接続されていることを確認します。</li>
	<li>変圧器 0% であることを確認します。</li>
	<li>変圧器の定格入力電流を計算します。これは入力側の定格電圧 VA 評価を割ることが分かったです。たとえば、入力は 115 V、VA 定格は 100 VA、定格入力電流は、100/115 = 0.87 a.</li>
	<li>回路を確認し、三相ソースを入れます。</li>
	<li>ゆっくりと慎重に、デジタル電源メーターの現在の読みは、定格入力電流に達するまで VARIAC のノブを調整します。</li>
	<li>電源メーターの電圧、現在、実際に電源、および電源要因を記録します。</li>
	<li>0% に戻って、変圧器セットは切断スイッチをオフ、VARIAC の出力を外します。VARIAC の三相ケーブルを接続してください。</li>
	<li>二次変圧器間に配置されたショート回路を削除します。</li>
	<li>短絡試験、漏れリアクタンス (X1+×2'X =eq) ワイヤの抵抗と (R1+R2' = Req) 両方の巻線は、現在から見つかった (私SC )、電圧 (VSC) とパワー (PSC) 測定次のように。 Req=PSC/私の SC2 (4) Xeq= QSC/私の SC2 (5) 場所QSC2=(VSC私SC)2- PSC2 (6)</li>
	<li>
X1 X2に等しいことと '、中にR1とR2' DC テスト (またはそれらの少なくとも 1 つ) から使用することができます。DC テストを実行しない場合と仮定するが一般的です1 R R2'が等しい。</li>
</ol><img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10151/10151fig2.jpg"> 図 2: 短絡回路図をテストします。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10151/10151fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
4. 負荷テスト
どのように電流と電圧の値を関連付ける変圧器の入力と出力側の間が理想的には、ロード テストを表示V1/V2 =私2/I1 N1/N2を = 、 =、回転数、 Nは、添字 1 および 2 は、プライマリおよびセカンダリ双方は、それぞれ、回転比率は。一次側に反映されるセカンダリ側のインピー ダンスはR'=2RまたはX'=2x. 
<ol><li>三相源になっていることを確認します。</li>
	<li>負荷テスト (図 3) の回路を接続します。IN1 と IN2 VARIAC の出力に接続されていることを確認します。</li>
	<li>変圧器 0% であることを確認します。</li>
	<li>1/200 設定でプライマリ、差動電圧をオシロ スコープのプローブを接続できます。0 V 適切な倍率でオフセット プローブ測定を調整します。</li>
	<li>現在の負荷を測定するオシロ スコープ電流プローブを接続します。100 倍率 × 1 0 mV のオフセットのプローブ測定を調整 mV/設定します。</li>
	<li>回路を確認し、3 段階の切断スイッチを入れます。</li>
	<li>VP 115 V になるまでゆっくりと VARIAC のノブを調整します。</li>
	<li>両方のデジタル パワー メーターの電圧、現在、実際に電源、および電源係数を記録します。</li>
	<li>示すように、少なくとも 3 つのサイクルでオシロ スコープの画面をキャプチャします。</li>
	<li>三相ソースを切り、変圧器を 0% に設定します。</li>
	<li>100 Ω 抵抗を並列に 3 つの 100 Ω 抵抗器に置き換えます。</li>
	<li>三相ソースをオンにし、ゆっくりとVPを読み取ります (動) 115まで VARIAC のノブを調整
</li>
	<li>2 デジタル電力検針のみ (オシロ スコープ画面キャプチャない) を記録します。</li>
	<li>0% に戻って、変圧器セット切断スイッチをオフにして接続を解除します。</li>
</ol><img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10151/10151fig3.jpg"> 図 3: 負荷テスト回路図。<a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/10151/10151fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

記述テスト、変圧器のインピー ダンスの評価とその等価回路のパラメーターを決定する際に重要です。トランス アプリケーションによって異なります単純な充電器ハイパワー AC 伝送、ので、適切に様々 な用途の異なる変圧器の特性が必要。トランスのインピー ダンスは、変圧器のどちら側に考えられる故障インピー ダンスを決定する、おおよその変圧器の効率、そのラインを計算とロード ・ レギュレーション、および拡大の一環として電気の変圧器をシミュレート電源システムで使用されてシステム。

単相変圧器

ソース: アリ バッツィ、電気工学科大学コネチカット州ストーズ、ct 検査
トランスフォーマーは、AC 電圧の上下をステップ固定の電動マシンです。彼らは通常、一次電圧踏まれて上下にセカンダリ、または他の方法で回避で第一次および二次コイルの巻線、形成されます。時巻線と巻き、ことは両方の巻線を結合、磁気コアの磁束が誘導されるに電流が流れると、電圧が適用されます。AC 電流、交流磁束が誘導されるとその変化率が二次巻線 (ファラデーの法律) の電圧を誘導します。両巻線の磁束によって異なります。 それぞれの巻線のターン数したがって、一次巻線、二次巻線、電圧よりもより多くの巻数はプライマリ、セカンダリより高いになります。
この実験は、その等価回路パラメーターを見つけることによって単相変圧器を特徴付けます。3 つのテストが実行されます: オープン回路のテスト、テスト、および DC テストを短絡します。

開回路、DC を実行することにより、短絡およびロード テスト、変圧器の等価回路のパラメーターを同定;したがって、シミュレーション、運用、および現実的なトランスの動作の分析は可能になります。
短絡テスト通常側が短絡の低電圧側に流れる電流を引き起こす可能性がありますのわずかな電圧から高電圧側に増加電圧を適用することによって実行されます。これは定格電流時トランスの動作と、したがって、電流容量のテストに便利です。
このテストは、短絡電圧は 11.9 V、短絡回路電流は 0.865、および短絡回路電源は 7.11 w.短絡測定は、この場合 9.94Ω である漏れリアクタンスの計算に使用されます。結果として得られる一次側と反射側リアクタンスは、各 4.97Ω です。合計線抵抗は、9.502Ω として計算されます。5.127 を与える (4.375Ω) の一次巻線の抵抗値を減算
オープン回路のテストでは定格電圧を実行するとき、トランス電圧絶縁性能が満たされていることを確保するために便利...

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Transformers are stationary electric machines that step up ...

単相変圧器は、電源やその他の機器で、AC電圧と電流をある値から別の値に変換するために使用されます。変圧器は、多くの実験器具や医療機器の安全な操作に必要な電気的絶縁を提供するために重要です。入力と出力が共通の端子を共有していない場合、トランスは物理的に完全に分離して電力を伝送できます。これにより、システムの危険な高電圧側の電気が安全な低電圧側の回路や人に到達するのを防ぎます。トランス内のコンポーネントを理解することは、トランスの解析と設計にとって重要です。このビデオでは、さまざまなテストを実行して変圧器部品の電気的パラメータを測定する方法を示します。トランスには、一次巻線またはコイルに接続された一対の入力端子と、二次巻線に接続された一対の出力端子があります。スチール、フェライト、または単に空気からなるコアが、2つの巻線を磁気的に結合します。一方の巻線に電圧がかかると、その巻線に電流が流れ、磁場が発生します。磁束は、ある領域を通過する磁場の量であり、コアを介して二次巻線に結合され、そこで電圧が誘導されます。この原理は相互帰納と呼ばれます。ファラデーの法則では、磁束の変化率に巻線の数を掛けたものが誘導電圧に等しいとされています。起電力またはEMFとも呼ばれます。一次巻線の両端のDC電圧は一定であるため、結果として生じる磁束も一定であり、変化率はゼロです。ただし、AC電圧はゼロ以外の変化率の磁束を生成し、その結果、電圧を誘導します。つまり、変圧器が動作するためには交流電圧が必要です。トランスの巻数比は、一次巻線のワイヤの巻数を二次巻線の巻数で割ったものです。一次側の電圧と二次側の電圧の比は、巻数比と等しくなります。巻数比に応じて、変圧器は電圧を昇圧、降圧電圧、または同じ状態に保つことができます。一次側を流れる電流と二次側を流れる電流の比は、巻数比の逆数に等しくなります。たとえば、1 次コイルの巻数が 3 で、2 次コイルの巻数が 30 の場合、巻数比は 0.1 です。したがって、このトランスの一次側の120ボルトは、二次側の1200ボルトになります。1 次を経由する 10 アンペアは、2 次を通す 1 アンペアになります。最後に、二次コイルのインピーダンスZ2の負荷がある場合、一次コイルの見かけまたは反射の負荷Z2プライムがあります。この反射負荷の値は、二次側のインピーダンスに巻数比の2乗を掛けた値です。トランスは、一方のコイルから他方のコイルにエネルギーを損失なく伝達するのが理想的には、結合されたインダクタのペアと見なすことができます。しかし、実際の変圧器には漏れ磁束や漏れインダクタンスがあり、巻線間のエネルギー伝達には寄与しません。さらに、実際のトランスは、巻線抵抗による電力損失と発熱を経験します。コアに誘導される磁束は、コア損失抵抗による追加の熱源です。損傷を避けるために、VA定格と呼ばれる指定された最大電力入力、または入力電圧と電流(電力)の積が使用されます。トランスの基本を紹介したので、トランスの電気的パラメータを測定する方法を見てみましょう。この実験で使用したトランスは、一次巻線で最大115ボルト、二次巻線で最大24ボルトに耐えるように定格されています。さらに、この変圧器の定格電力は100VAで、最大100ワットの電力を受け入れることができます。このDCテストは、トランスの等価回路モデルで使用するために、各巻線の抵抗を測定します。まず、低電圧DC電源の電圧出力を0ボルトに設定し、電流制限を0.8アンペアに設定します。その後、電源を切ります。電源出力を一次巻線の反対側に接続します。二次巻線には何も接続しないでください。DC電源をオンにし、電圧を徐々に上げますtage電流制限に達するまで。電圧と電流の読み取り値を電源のディスプレイから記録します。電圧を電流で割って、一次巻線の抵抗を計算します。電源電圧をゼロボルトに戻し、電源を切ります。電源を二次巻線を横切って接続し、一次巻線に開回路を残します。電源の電流制限を 4 アンペアに設定します。次に、電流制限に達するまで電圧を徐々に上げます。電圧と電流の読み取り値を電源のディスプレイから記録します。二次巻線の抵抗を計算します。電源電圧をゼロボルトに戻し、電源を切り、変圧器から切り離します。最後に、マルチメーターを使用して、一次巻線と二次巻線の両端で計算された抵抗を確認します。開回路テストでは、コア損失抵抗からの電流の変化に対する相互反応物または反対を測定します。コア損失抵抗は、電力損失の等価回路パラメータであり、トランスのコアの電力損失を近似します。三相電源をオフにし、バリアックをゼロパーセントに設定した状態で、図のように回路を組み立てます。次に、デジタル電力計を使用して、一次側の開回路電流と電圧を測定します。三相電源をオンにし、Variacのコントロールノブをゆっくりと調整して、デジタルパワーメーターが24ボルトを示すまで電圧を上げます。開回路電圧、開回路電流、開回路有効電力、力率を記録します。これらの値を使用して、トランスの等価回路パラメータを計算します。コア損失抵抗、RCは、開回路電圧と開回路電力から計算されます。相互リアクタンスXMは、開回路の電圧、電力、および電流を使用して同様に計算されます。短絡試験では、漏れ反応物を測定し、両方の巻線のワイヤ抵抗も測定できます。まず、VA定格を入力側の電圧定格で割って、トランスの定格入力電流を計算します。電源をオフにし、バリアックを出力ゼロにして、図のように回路を組み立てます。今回は、デジタルパワーメーターを使用して短絡電流と電圧を測定します。三相電源をオンにし、デジタルパワーメーターの電流読み取り値が定格入力電流に達するまで、バリアックをゆっくりと調整して電圧を上げます。短絡電圧と電流、短絡有効電力と力率を記録します。漏れ反応物は、一次側反応物と反射二次側反応物の合計であり、これらは等しいと仮定されます。短絡試験の測定値を使用して、漏れ反応物を計算します。最後に、一次巻線の抵抗と二次側巻線の反射抵抗の合計として、両方の巻線の合計ワイヤ抵抗を計算します。変圧器は、電力変換と安全のための電気的絶縁の分野での用途を持つ非常に便利な電気機器です。負荷テストでは、1次側と2次側の電圧の比、および1次側を流れる電流と2次側を流れる電流の比を測定します。回路は、2次側に100Ωの抵抗を接続し、両側で電流と電圧を測定して組み立てました。一次側を115ボルトにして、電圧、電流、有効電力、力率を両側で測定しました。一次電圧と二次電圧の比率は、理想的には巻数比と等しくなければなりません。マウスの嗅覚ニューロンの研究では、キセノンフラッシュチューブからの紫外線を使用して特定の化合物を解離しました。フラッシュチューブを駆動する回路には、昇圧トランスで高電圧を発生させる必要がありました。すべての高電圧機器と同様に、安全設計では、危険な電圧を持つコンポーネントと回路内の他の電子機器との間の偶発的な短絡を防ぐために、電気的絶縁に変圧器を使用します。Jove の単相トランスの紹介をご覧になりました。これで、トランスフォーマの仕組みと、その等価回路パラメータの測定方法を理解できたはずです。ご覧いただきありがとうございます!

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電気工学

single phase transformer testing

Single-phase transformers step up or step down AC voltage in electric power systems. They are stationary electric machines with primary and secondary coils, also called windings. The primary winding receives the applied voltage, and the secondary winding delivers the changed voltage.

Inside the transformer, current in one winding creates magnetic flux in the core. This flux links the two windings and transfers energy between them. With AC current, the changing flux induces voltage in the secondary winding by Faraday's law. The voltage change depends on the number of turns in each winding. If the primary has more turns than the secondary, the primary voltage is higher. If the secondary has more turns, the secondary voltage is higher.

This experiment characterizes a single-phase transformer by finding its equivalent circuit parameters. It uses three tests: the open-circuit test, the short-circuit test, and the DC test. These measurements help describe how the transformer behaves under different conditions.

Single Phase Transformer Testing

electrical safety precautions and basic equipment

electrical-safety-precautions-and-basic-equipment

Safe Handling of High-Voltage Lab Power

Safe handling of high-voltage lab power is essential in electric machine and power electronics experiments. These labs involve electrical currents, voltages, power, and energy that require extreme care. The systems used in this work can include three-phase AC voltage at 208 V, 230 V, or 480 V. They may also use up to 250 V DC and currents that can reach 10 A. These levels can be dangerous if handled without proper attention. Electrocution can happen when electricity passes through the body.

characterization of magnetic components

B-H Curves and Inductor Core Limits

Magnetic components such as inductors and transformers depend on the core material around their windings. In this experiment, students get hands-on experience with these parts from both a design view and a material view. The work focuses on B-H curves, which show the magnetic behavior of a material. A B-H curve describes the magnetic flux density the core can support as current flows through the windings. It also helps show the limit before magnetic saturation occurs. Magnetic saturation...

introduction to the power pole board

Power Pole Board for DC/DC Converter Labs

The HiRel Power Pole Board is a flexible tool for studying DC/DC converters. A DC/DC converter changes direct-current voltage and current from one level to another. In many cases, voltage conversion is the main goal. This board supports several converter types on one platform. It can be used to examine boost converters, which step voltage up, and buck converters, which step voltage down. It also helps students study buck-boost converters, which can step voltage up or down. The board is also...

dc/dc boost converter

Stepping Up DC Voltage with Boost Converters

DC voltage can be increased with a boost converter. This step-up circuit is useful in many applications where a DC source must be raised without first converting it to AC, using a transformer, and then rectifying the transformer output. A boost converter uses an inductor as an energy storage device. The inductor supports the output with extra energy in addition to the DC input source. That added energy raises the output voltage. This experiment studies several characteristics of a boost...

dc/dc buck converter

Buck Converter Step-Down DC Voltage

A DC/DC buck converter steps down DC voltage in an efficient, regulated way. Unlike transformers, which easily raise or lower AC voltage and current, DC systems need switching power converters to change voltage levels. The buck converter works by chopping the input DC voltage with a series input switch. An L-C low-pass filter then smooths the chopped signal and extracts the average output voltage. A diode gives the inductor current a path when the switch is off during part of the switching...

flyback converter

Flyback Converter Voltage Step-Up and Step-Down

A flyback converter is a buck-boost converter that can both step voltage up and step it down. It also provides electrical isolation between the input and the output by using a coupled inductor, or flyback transformer. The coupled inductor acts like a transformer with a turns ratio, but it also stores energy through the air gap. This setup gives the converter both voltage step-up and step-down capability. In the experiment, the converter is studied in open-loop operation with a manually set...

single phase transformers

Single-phase transformers step up or step down AC voltage in electric power systems. They are stationary electric machines with primary and secondary coils, also called windings. The primary winding receives the applied voltage, and the secondary winding delivers the changed voltage. Inside the transformer, current in one winding creates magnetic flux in the core. This flux links the two windings and transfers energy between them. With AC current, the changing flux induces voltage in the...

single phase rectifiers

AC to DC Conversion with Rectifiers

Rectifiers convert AC power into DC power for electronic circuits. A DC power supply provides unidirectional voltage and current. Batteries can do this, but they are limited by lifetime and cost. Using a rectifier is another way to turn AC line power into DC power. A rectifier is a device that lets current pass in one direction and blocks it in the other. It works after a forward voltage threshold is reached. Rectifiers may use a diode, a silicon controlled rectifier, or other silicon P-N...

thyristor rectifier

Controlling SCR Half-Wave Rectification

Thyristors, also called silicon controlled rectifiers (SCRs), are used to control current in a rectifier circuit. Like diodes, they let current pass from the anode to the cathode and block current in the opposite direction. Unlike a diode, a thyristor can be turned on with a gate terminal that receives a small current pulse. A thyristor is a four-layer device with alternating n-type and p-type layers. These layers form a PNPN structure with three junctions. The device has three terminals. The...

single phase inverter

DC to AC Conversion with Half-Bridge Inverters

DC to AC conversion is the main idea behind a power inverter. DC power flows in one direction, while AC current changes direction at about 50-60 Hz. Many electronic devices are designed to run on AC power, so a DC source must be inverted before it can be used with them. An inverter makes this change through switching action. The switches repeatedly flip the polarity of the input DC source at the output, or load side, for part of a switching period. A typical power inverter needs a stable DC...

dc motors

DC Motors and Generator Action

DC machines use direct current and direct voltage to create motion or generate electricity. They were the first machines of this kind to be invented. A DC machine works with two magnetic fields that are controlled by DC currents, and the same machine can be set up as either a motor or a generator when the right field excitation is available. In a DC machine, the field is usually on the stator side and the armature is on the rotor side. That arrangement is the reverse of what is found in many...

ac induction motor characterization

Three-Phase Motor Equivalent Circuit Tests

Three-phase induction motor testing can be used to find equivalent circuit parameters. The experiment uses the per-phase equivalent circuit to model the motor. This model keeps the important behavior of the original system and makes calculations easier. The procedure uses tests similar to those used in transformer characterization. These measurements help estimate the motor's circuit values from its electrical response. The experiment also aims to operate the motor in the linear torque-speed...

vfd-fed ac induction machine

Variable Frequency Drive Speed Control

Variable frequency drives, or VFDs, control the speed of AC induction motors. They are a type of adjustable speed drive and are becoming standard equipment for powering most AC induction motors. In industrial and automation settings, VFDs can provide strong control of motor speed, torque, or position. This experiment focuses on speed control with open-loop operation. It uses constant voltage-to-frequency ratio control, also called V/f control. The motor usually operates at a rated stator flux,...

ac synchronous machine synchronization

Grid Connection of AC Synchronous Generators

AC synchronous generators are a major source of electrical power worldwide. They are three-phase, wound-rotor machines that are used in many power plants. These generators need a prime mover and an exciter to produce power. A prime mover is the device that spins the generator, often a turbine driven by fluid. That fluid can come from water flowing from a dam through a long nozzle or from steam made by burning coal. Most power plants use synchronous generators, including coal, nuclear, natural...

ac synchronous machine characterization

Three-Phase Synchronous Motor Starting and V-Curves

Three-phase synchronous motors and generators are important AC machines. Wound-rotor synchronous motors are less common than permanent magnet rotor synchronous motors because the rotor field uses brushes. Synchronous generators are much more common. They are used in most existing power plants because they provide excellent frequency and voltage regulation. A synchronous motor runs at the same speed as the stator magnetic field. This gives it almost 0% speed regulation, so the rotor speed stays...

electrical engineering

このコレクションは電気実験室で一般的に使用される機器に関する最良の実践を紹介する電気安全ビデオから始まります。続くビデオでは、コイル、変圧器、コンバータ、整流器、インバータなどの素子を紹介します。

Learn how a single-phase transformer works and how open-circuit, short-circuit, and DC tests are used to find its equivalent circuit parameters.

Single Phase Transformer Testing | JoVE K12

Ali Bazzi

Overview

Principles of Single-phase Transformers

DC Test for Winding Resistance

Open Circuit Test

Short Circuit Test

Applications

Summary

Newton's Second Law

Newton&#39;s second law is closely related to his first law of motion. It mathematically gives the cause-and-effect relationship between force and changes ...

Second Law: Motion under Same Force

Newton&#39;s laws can be applied to bodies at rest and bodies in motion. Newton&#39;s first law is applied to bodies in equilibrium, whereas the second ...

Force and Acceleration

Source: Nicholas Timmons,&#160;Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, ...

second-law-motion-under-same-acceleration

Second Law: Motion under Same Acceleration

Newton&#39;s second law of motion applies to bodies moving under the same acceleration. For example, when a baggage tractor pulls luggage carts, each cart ...

Newton's Laws of Motion

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
This experiment examines at various situations involving two interacting ...

Newton's Law of Motion

When we observe objects around us, one question that comes to mind is why they move or stay still. The answer to this question can be explained using ...

Analyze data to support the claim that Newton's second law of motion describes the mathematical relationship among the net force on a macroscopic object, its mass, and its acceleration.

P-PS2-1

Force and Momentum

Force and momentum are intimately related. Force acting over time can change momentum, and Newton&#39;s second law of motion can be stated in its most ...

Internal and External Forces

Newton&#39;s first law states that a net external force causes a change in motion. External forces act on an object or system, originating outside of the ...

Conservation of Momentum: Introduction

The total momentum of a system consisting of N interacting objects is constant in time or is conserved. A system must meet two requirements for its ...

Force

Forces affect every moment of our life. Our bodies are held to the Earth by force, and they are held together by the forces of charged particles. When we ...

Conservation of Momentum

Conservation of Momentum: Problem Solving

Solving problems using the conservation of momentum requires four basic steps:

	Identify a closed system, where the total mass is constant, and no net ...

conservation-of-linear-momentum-for-a-system-of-particles

Conservation of Linear Momentum for a System of Particles

In a game of billiards, when the cue ball strikes a stationary ball, it transfers some of its momentum to the stationary ball. The cue ball slows down, ...

principle-of-linear-impulse-and-momentum-for-a-system-of-particles

Principle of Linear Impulse and Momentum for a System of Particles

Consider a system of particles moving relative to an inertial frame of reference.
The equation of motion for such a system can be written as the sum of ...

Use mathematical representations to support the claim that the total momentum of a system of objects is conserved when there is no net force on the system.

P-PS2-2

principle-of-linear-impulse-and-momentum-for-a-single-particle

Principle of Linear Impulse and Momentum for a Single Particle

Linear momentum is a fundamental concept in physics that describes the motion of an object. It is a vector quantity, having a magnitude equal to the ...

principle-of-angular-impulse-and-momentum-problem-solving

Principle of Angular Impulse and Momentum: Problem Solving

Consider a ball of mass m, attached to a massless rod of known length, subjected to a time-dependent torque. If the initial velocity of the mass is known, ...

Linear Momentum

The term momentum is used in various ways in everyday language, most of which are consistent with the precise scientific definition. Generally, momentum ...

principle-of-angular-impulse-and-momentum

Principle of Angular Impulse and Momentum

The angular impulse and momentum principle provides insights into how forces applied at a distance from an object&#39;s rotational axis influence its ...

principle-linear-impulse-momentum-for-single-particle-problem

Principle of Linear Impulse and Momentum for a Single Particle: Problem Solving

Consider a massless pulley system consisting of a wooden box and a cylinder of known masses. Determine the speed of the attached objects at a specific ...

Angular Momentum

Angular momentum describes the rotational motion of an object.
It is defined as the moment of the object&#39;s linear momentum about a specific point O.
...

relation-between-moment-of-a-force-and-angular-momentum

Relation Between Moment of a Force and Angular Momentum

In a spinning top, applying a force at a distance from the center creates torque, which changes the angular momentum of the top, causing it to spin.
The ...

Apply scientific and engineering ideas to design, evaluate, and refine a device that minimizes the effect of a force on a macroscopic object during a collision.

P-PS2-3

Gravitation

In the years before Newton, a general belief prevailed that different laws governed objects in the sky than objects on Earth. When Kepler wrote down the ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14716.jpg

Newton's Law of Gravitation

Our everyday observation tells us that all objects close to the Earth naturally tend to fall to the ground. Early philosophers assumed that this downward ...

gravitation-between-spherically-symmetric-masses

Gravitation Between Spherically Symmetric Masses

The gravitational potential energy between two spherically symmetric bodies can be calculated from the masses and the distance between the bodies, ...

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Gravity between Spherical Bodies

Newton&#39;s law of gravitation describes the gravitational force between any two point masses. However, for extended spherical objects like the Earth, ...

Coulomb's Law

Experiments with electric charges have shown that if two objects each have an electric charge, they exert an electric force on each other. The magnitude ...

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Comparison Between Electrical And Gravitational Forces

There are four fundamental forces in nature: the gravitational force, the electromagnetic force, the strong nuclear force, and the weak nuclear force. To ...

Newton's Law of Gravitational Attraction

Sir Isaac Newton established the universality of the law of gravitational attraction based on empirical evidence and inductive reasoning. He published his ...

Newton's Law of Universal Gravitation

Source: Ketron Mitchell-Wynne, PhD,&#160;Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of ...

Use mathematical representations of Newton's law of gravitation and Coulomb's law to describe and predict the gravitational and electrostatic forces between objects.

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Types of Forces

In most situations, forces can be grouped into two categories: contact forces and field forces.&#160; Contact forces occur as a result of direct physical ...

Magnetic Fields

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
Magnetic fields can be ...

Electric Charge in a Magnetic Field

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
This experiment duplicates J.J. Thomson's famous experiment at the end of ...

Electric Fields

Source: Yong P. Chen, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, College of Science, Purdue University, West Lafayette, IN
An electric field is generated ...

Electromagnetic Fields

Electric fields generated by static charges, often referred to as electrostatic fields, are characteristically different from electric fields created by ...

Magnetic Field Due to Two Straight Wires

Consider two parallel straight wires carrying a current of 10 A and 20 A in the same direction and separated by a distance of 20 cm. Calculate the ...

Energy Carried By Electromagnetic Waves

Anyone who has used a microwave oven knows there is energy in electromagnetic waves. Sometimes, this energy is obvious, such as in the summer sun&#39;s ...

Energy Stored in Capacitors

A parallel plate capacitor connected to a battery develops a potential difference across its plates.
By integrating the equation relating voltage and ...

Power and Energy

Energy is the total work required to drive the current through the circuit.
A rise in voltage results in more work done, passing more current, resulting ...

Voltage

The movement of electrons in a conductor requires some form of energy or work, usually provided by an external force, like a battery. This force is called ...

Electromotive Force

Electromotive force (emf) is the force that causes current to flow from a higher to a lower&#160; potential. The term &#34;electromotive ...

Electrical Energy

Using electric appliances for a longer period of time consumes more electrical energy and results in a higher electric bill. The energy produced by the ...

Electrical Current

Electrical current is defined as the rate at which charge flows. When there is a large current present, such as that used to run a refrigerator, a large ...

Electric Potential Energy

When an electric field accelerates a free positive charge q, it is given kinetic energy. The process is analogous to an object accelerated by a ...

Electrical Power

Electric power is the product of current and voltage, represented in units of joules per second, or watts. For example, cars often have one or more ...

Plan and conduct an investigation to provide evidence that an electric current can produce a magnetic field and that a changing magnetic field can produce an electric current.

P-PS2-5

sources-and-properties-of-electric-charge

Sources and Properties of Electric Charge

All objects we see around us consist of atoms, which combine to form molecules. The lightest element in the universe is hydrogen, and a hydrogen atom ...

Electric Charges

From lightning during thunderstorms to electronic devices, the phenomenon of electromagnetism is all around us. The electromagnetic force is one of the ...

Electron Behavior

Electrons are negatively charged subatomic particles attracted to and orbit around the positively-charged nucleus of an atom. They reside in spaces ...

Electronic Structure of Atoms


An atom comprises protons and neutrons, which are contained inside the dense, central&#160;core called the nucleus, with electrons present around the ...

Atomic Structure

All matter is composed of atoms, the smallest individual units of elements. Each atom is made up of three subatomic particles: protons, neutrons, and ...

Communicate scientific and technical information about why the molecular-level structure is important in the functioning of designed materials.

Single Phase Transformer Testing

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