Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Трансформатори потрібні, щоб перетворювати вхідну напругу на більшу, меншу або таку саму. Трансформатори напруги вбудовані в багатьох електроприладах, здебільшого в блоці живлення.
У цьому досліді досліджують зв'язок між числами витків та вхідною і вихідною напругою.
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Попередні знання не потрібні.
Принцип
Коли крізь котушку тече змінний струм, він створює змінне магнітне поле, яке, своєю чергою, може індукувати струм в іншій котушці.
З відношення чисел витків первинної та вторинної котушок для ідеального трансформатора випливає відношення первинної та вторинної напруг:
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають зрозуміти, як змінні напруги можна перетворювати на нижчі та вищі.
Завдання
Дослідь зв'язок між числами витків і напругами.
Інформація для учнів
Мотивація
Трансформатори потрібні, щоб перетворювати вхідну напругу на більшу, меншу або таку саму. Трансформатори напруги вбудовані в багатьох електроприладах, здебільшого в блоці живлення.
У цьому досліді досліджують зв'язок між числами витків та вхідною і вихідною напругою.
Трансформаторна підстанція
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | PHYWE Блок живлення, універсальний, RiSU 2019 DC: 0...18 В, 0...5 А / AC: 2/4/6/8/10/12/15 В, 5 А | 13504-93 | 1 | 2 | Демонстраційний універсальний вимірювальний прилад, ADM3 | 13840-00 | 2 | 3 | Залізне осердя, U-подібне, шихтоване | 06501-00 | 1 | 4 | Залізне осердя, I-подібне, шихтоване | 06500-00 | 1 | 5 | Штифти для залізного осердя, U-подібного | 06502-00 | 1 | 6 | Затискний пристрій для залізних осердь | 06506-00 | 1 | 7 | Котушка, 300 витків | 06513-01 | 2 | 8 | Котушка, 1200 витків | 06515-01 | 1 | 9 | Перемикач, однополюсний | 06005-00 | 1 | 10 | З'єднувальний провід, 32 А, 750 мм, чорний, експериментальний кабель, штекер 4 мм | 07362-05 | 4 | 11 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 1 | 12 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 2 |
|---|
Складання та виконання (1/3)
- Установи для первинної напруги діапазон вимірювання 10 В-, а для вторинної напруги - діапазон вимірювання 3 В-.
- Міцно притисни U-подібне осердя і ярмо одне до одного за допомогою затискного пристрою.
- Увімкни блок живлення і встанови напругу 4 В-.
- Кілька разів замкни й розімкни вимикач. Спостерігай при цьому за вольтметром у вторинному колі.
- За розімкненого вимикача вибери діапазони вимірювання 10 В~ і подай замість 4 В- напругу приблизно 2 В~.
Рис. 1
Складання та виконання (2/3)
- Замкни вимикач і виміряй напругу (на первинній котушці), а також (на вторинній котушці). Занеси результати вимірювань у таблицю в розділі «Опрацювання результатів».
- Підвищуй послідовно, придатними кроками. Виміряй відповідні значення для і та запиши їх у таблицю.
- За розімкненого вимикача заміни первинну котушку з 300 витків котушкою з 1200 витків. Вибери діапазон вимірювання 3 В~ для .
Рис. 2
Складання та виконання (3/3)
- Замкни вимикач і підвищуй послідовно, як і раніше, напругу на первинній котушці. Виміряй і та запиши результати вимірювань у таблицю.
- За розімкненого вимикача поміняй котушки місцями. Для цього встав трансформатор у схему повернутим на 180°, щоб тепер було і . Установи для діапазон вимірювання 30 В~.
- Замкни вимикач. Вибери придатні значення для і щоразу вимірюй та записуй результати вимірювань у таблицю.
- Наостанок зніми ярмо і виміряй для останнього встановленого значення . Занеси результати вимірювань.
Протокол
Завдання (1/5)
Перетягни слова у правильні поля! Щоразу, коли ____ замикають або ____, ____ на ____ короткочасно трохи відхиляється праворуч або ліворуч.
Завдання (2/5)
300
300
300
1200
1200
1200
300
300
300
300
300
300
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 1; U_P:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 1; U_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 1; N_P/N_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 1; U_P/U_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 2; U_P:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 2; U_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 2; N_P/N_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 2; U_P/U_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 3; U_P:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 3; U_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 3; N_P/N_S:
N_P=300; N_S=300; Вимірювання 3; U_P/U_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 1; U_P:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 1; U_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 1; N_P/N_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 1; U_P/U_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 2; U_P:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 2; U_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 2; N_P/N_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 2; U_P/U_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 3; U_P:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 3; U_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 3; N_P/N_S:
N_P=1200; N_S=300; Вимірювання 3; U_P/U_S:
Завдання (3/5)
300
1200
300
1200
300
1200
Вимірювання без ярма:
300
1200
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 1; U_P:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 1; U_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 1; N_P/N_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 1; U_P/U_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 2; U_P:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 2; U_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 2; N_P/N_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 2; U_P/U_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 3; U_P:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 3; U_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 3; N_P/N_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання 3; U_P/U_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання без ярма; U_P:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання без ярма; U_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання без ярма; N_P/N_S:
N_P=300; N_S=1200; Вимірювання без ярма; U_P/U_S:
Завдання (4/5)
Перетягни слова у правильні поля! Вимірювальний прилад для U_S у першій частині досліду відхиляється тому, що під час вмикання та вимикання струму через ____ в ній щоразу наростає й спадає ____, яке пронизує також вторинну котушку. Короткочасні зміни магнітного поля спричиняють у ____ короткочасні ____, які, своєю чергою, спричиняють відхилення вольтметра на вторинній котушці.
Завдання (5/5)
Перетягни слова у правильні поля! Цим пояснено принципову дію ____. Він складається з польової котушки (____) та індукційної котушки (____), які мають спільне замкнене залізне осердя. Якщо до первинної котушки прикласти ____, то у вторинній котушці індукується змінна напруга.