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单相变压器

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单相变压器用于电力供应和其他设备, 将交流电压和电流从一个值转换为另一种。变压器是至关重要的提供电气隔离, 这是必要的安全运行的许多实验室仪器和医疗设备。如果输入和输出不共享一个共同的终端, 那么变压器可以转移功率与完全物理分离。这可以防止系统中的危险高压侧的电流到达电路和安全的低电压侧的人。了解变压器中的元件对变压器的分析和设计非常重要。此视频将演示如何通过执行各种测试来测量变压器部件的电气参数。

一个变压器有一对输入端子连接到一主要绕组或线圈和一对输出端子连接到第二绕组。一个核心由钢, 铁素体或甚而简单地空气磁性夫妇两个绕组组成。一个绕组的电压使电流流过它, 形成一个磁场。磁通量, 也就是通过一个区域的磁场的量, 然后通过核心连接到次级绕组, 在那里感应电压。这个原理叫做相互感应。法拉第定律指出, 通量的变化率乘以绕组数等于感应电压。也称为电动势或 EMF。一个直流电压横跨主绕组是恒定的因此, 由此产生的磁通量也是恒定的, 变化率是零。然而, 交流电压产生一个非零变化率的磁通量, 从而导致电压。换言之, 变压器需要交流电压来操作。变压器匝数比是在主绕组上的线轮数目除以二次绕组的匝数。电压的比率横跨初级到电压横跨二次是均等到转弯比率。根据匝数的不同, 变压器可以加强电压, 降低电压或保持不变。电流通过次到电流的比值等于转比的倒数。例如, 如果主线圈有三轮和次有30回合, 转比是0.1。因而120伏特在这个变压器的主要成为1200伏在次要。10安培通过初级成为1安培通过次要。最后, 如果二次线圈有一负载阻抗 Z2, 主线圈有一个明显的或反射负载, Z2 质数。这种反射载荷的值是二次侧的阻抗乘以旋转比的平方。变压器可以被认为是一对耦合电感, 理想的传输能量而不损耗从一个线圈到另一个。然而, 一个真正的变压器泄漏磁通或漏电感, 这并不有助于在绕组之间的能量转移。此外一个真正的变压器体验功率耗散和热化从绕组抵抗。磁芯中产生的磁通量是由于核心损耗电阻引起的额外的热量来源。为避免损坏, 指定的最大功率输入被称为 VA 额定值或输入电压的乘积和功率的电流。现在已经介绍了变压器的基本知识, 让我们来看看如何测量变压器的电气参数。

本实验中使用的变压器额定为在一次绕组上最多可耐受115伏, 在次绕组上最大为24伏。此外, 该变压器的额定功率为 100VA, 这意味着它可以接受最多100瓦特的功率。该直流测试测量变压器的等效电路模型中每个绕组的电阻。首先将低压直流电源电压输出设置为零伏, 电流限制为0.8 安培。然后关闭电源。连接主绕组的电源输出。不要将任何东西连接到次绕组。打开直流电源, 并逐渐增加电压, 直到达到当前的极限。记录电源显示的电压和电流读数。通过电流除以电压来计算主绕组的电阻。将电源电压设置回零伏, 然后将其关闭。连接二次绕组的电源, 在主绕组上留下开路。将电源的当前限制设置为四安培。然后逐渐增加电压, 直到电流达到极限。记录电源显示的电压和电流读数。计算二次绕组的电阻。将电源电压设置回零伏, 将其关闭并断开与变压器的连接。最后使用多米来确认在主、次绕组上的计算电阻。

开路试验测量相互反应物或反对从核心损失抵抗电流的变动。铁心损耗电阻是功率损耗的等效电路参数, 在变压器铁心中近似功率损耗。与三相电源关闭和调压器设置为零百分比, 组装电路如图所示。然后使用数字功率计测量开路电流和主侧电压。打开三相电源, 并慢慢调整调压器的控制旋钮, 以增加电压, 直到数字功率计读数24伏。记录开路电压、开路电流、开路电路的实际功率和功率因数。使用这些值计算变压器的等效电路参数。核心损耗电阻, RC 是从开路电压和开路功率计算出来的。使用开路电压、电源和电流, 计算出了类似的互电抗 XM。

短路试验测量泄漏反应物, 也可以确定两个绕组的导线电阻。首先通过将 VA 额定值除以输入端的电压额定值来计算变压器的额定输入电流。与电源关闭, 并调压器在零百分比输出组装电路如图所示。这一次使用数字功率计测量短路电流和电压。打开三相电源, 慢慢调整调压器以增加电压, 直到数字电能表上的电流读数达到额定输入电流。记录短路电压和电流以及短路的实际功率和功率因数。所述泄漏反应物是原副反应和所述二次侧反应物的总和, 被假定为相等。用短路试验的测量方法计算泄漏反应物。最后计算了两绕组的总导线电阻, 作为主绕组电阻和二次侧绕组的反射电阻之和。

变压器是非常有用的电气设备, 在电力转换和电气隔离领域的安全应用。负载测试测量的电压的比值横跨初级电压跨次, 以及电流的比率通过初级到电流通过次。电路是组装的100欧姆电阻连接到第二方和电流和电压测量两侧。以115伏的主侧为单位, 对电压、电流、实际功率和功率因数进行了测量。主电压与二次电压的比值理想地等于转比。对小鼠嗅感觉神经元的研究使用氙闪光管中的紫外线来离解某些化合物。驱动闪光管的电路需要用一台步进变压器产生的高电压。与所有高压设备一样, 安全设计使用变压器进行电气隔离, 以防止在电路中有危险电压和其他电子器件的部件之间发生意外短路。

你刚刚看了朱庇特的单相变压器介绍。您现在应该了解变压器是如何工作的以及如何测量其等效电路参数。谢谢收看!

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