Выполнение контроля работоспособности катушек индуктивностей и трансформаторов

Цель работы

Приобретение практических навыков в определении целостности обмоток трансформаторов, определении количества обмоток и измерении сопротивления обмоток трансформатора. Закрепление полученных навыков при работе с универсальным цифровым прибором (мультиметром).

 

Инструменты и материалы

2.1 Трансформатор.

2.2 Мультиметр.

 

3 Теоретические сведения

Катушки индуктивности в зависимости от условий использования и конструкции разделяются на низкочастотные (НЧ) и высокочастотные (ВЧ). Для низкочастотных катушек (а также НЧ трансформаторов) характерно наличие магнитопровода (сердечника) из стальных пластин или пластин специальных сплавов (пермаллой и др.).. Высокочастотные катушки используются либо без сер­дечника, либо с ферритовым сердечником, либо, что значительно реже, с подстроечным сердечником из немагнитного материала (например, латуни, меди, алюминия). Подстроечный сердечник из немагнитного материала по­зволяет, не изменяя числа витков катушки, уменьшать ее индуктивность. Основное преимущество такого метода подстройки - высокая термостабильность, что важно, на­пример, в случае точных измерительных приборов. Ка­тушки с сердечником из немагнитного материала иногда также используются в приемниках на УКВ диапазоне.

Основными неисправно­стями ВЧ катушек являются обрыв провода и межвитковое замыкание из-за повреждения изоляции.

Существует, довольно простой способ обнаружения короткозамкнутых витков в ВЧ ка­тушках, который заключается в следующем. Проверяемую катушку располагают в непосредствен­ной близости от контурной катушки приемника, настро­енного на какую-либо радиостанцию. Если катушка исправна, то громкость звучания уменьшится незначительно; если же в ней имеются короткозамкнутые витки, то громкость звучания сразу резко упадет. Следует помнить, что при проверке частота принимаемой станции не должна совпадать с собственной часто­той катушки. Так как практически определить собствен­ную частоту катушки трудно, то во избежание ошибки испытание катушки на межвитковое замыкание нужно проводить несколько раз (не менее трех) при настройке приемника на разные радиостанции. Кроме того, во вре­мя измерений нельзя касаться выводов катушки.

 

Трансформаторы предназначены для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

По назначению низкочастотные трансформаторы подразделяются на:

1) Силовые. Они служат для преобразования напряжения электрической сети переменного тока в более низкое напряжение для питания (после выпрямления) эмитерных и коллекторных цепей полупроводниковых усилителей или в более высокое напряжение для питания анодных цепей ламповых усилителей, ускоряющих электродов и т.д.

2) Межкаскадные. Применяются для передачи и усиления переменного напряжения сигнала от одного каскада усиления к другому, не пропуская при этом постоянной составляющей.

3) Входные. Предназначены для согласования входа усилителя с выходом какого-либо устройства, например, динамического микрофона.

4) Выходные. Используют для согласования сопротивления мощного оконечного каскада РЭА с сопротивлением устройства на выходе

(например, звуковой колонкой).

Основной частью трансформатора является замкнутый (в большинстве случаев) магнитопровод (сердечник) и расположенные на нем обмотки (две или несколько). Материалом для магнитопроводов служит листовая электротехническая сталь или сплавы железа с никелем, из которых чаще всего применяется пермаллой. Магнитопроводы собираются из штампованных пластин различной формы. В зависимости от этого различают Ш-образный (броневой) и стержневой магнитопроводы. В последнее время находят применение трансформаторы с витыми магнитопроводами (Ш-образными, и тороидальными).

Обмотка трансформатора, которая подключается к внешнему источнику питания, называется первичной. Все остальные обмотки носят название вторичных обмоток, к ним подключаются соответствующие нагрузки.

Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Если число витков вторичной обмотки меньше числа витков первичной, то напряжение на ее концах будет меньше, чем напряжение на концах первичной обмотки и наоборот. В зависимости от того, понижает или повышает трансформатор подводимое к его первичной обмотке напряжение, различают трансформаторы повышающие и понижающие.

Основными техническими параметрами трансформаторов низкой частоты являются:

1) Рабочее и испытательное напряжение;

2) Рабочая частота;

3) Мощность трансформатора;

4) Сопротивление катушек;

5) Величина индуктивности катушек;

6) Сопротивление изоляции;

7) Влагостойкость.

8) Степень преобразования величины напряжения характеризуется коэффициентом трансформации:

n = U₂/U₁, (1)

где n – коэффициент трансформации;

U₂ – амплитуда напряжения на вторичной обмотке;

U₁ – амплитуда напряжения на первичной обмотке.

9) К.п.д. трансформатора.

К.п.д. трансформатора вследствие неизбежных потерь электрической энергии в проводах и в сердечнике всегда меньше 100%. Потери в проводах происходят из-за того, что они обладают активным сопротивлением, а в сердечнике – из-за вихревых токов и циклического перемагничивания. Увеличение К.п.д. достигается увеличением сечения проводов (до такой величины, при которой не наблюдается заметного нагрева обмоток), изготовлением сердечников не из монолитных брусков, а из отдельно изолированных одна от другой пластин толщиной в несколько десятых долей миллиметра (для увеличения электрического сопротивления сердечника, которое уменьшает величину вихревых токов). К.п.д. трансформатора обычно равен 85-90%.

 

4 Техническое задание

4.1 Произвести входной контроль силового трансформатора.

4.2 Проверить целостность обмоток трансформатора.

4.3 Данные занести в таблицу.

4.4 Составить схему обмоток трансформатора.

4.5. Сделать вывод о проделанной работе.

 

5 Контрольные вопросы

5.1 Для чего в РЭА применяют трансформаторы?

5.2 Из каких материалов изготовляют сердечники трансформаторов?

5.3 Основные параметры трансформаторов?

Практическая работа №6