Versuch 12

1
Protokoll
zum
Praktikum
Grundlagen der Elektrotechnik
Versuch Nr.: 12
Messungen am Transformator
Andreas Trabes (Protokollant)
Mark Geschwindner
Sommersemester 1997
Andreas Trabes, 1997
2
Versuchsdurchführung:
Die Schaltung wird gemäß folgender Skizze aufgebaut.
I1
I2
V
S
R2
V
U1
U2
R1
A
A
Aufgabe 1:
Es soll die Leerlauf - Spannungsübertragung in Abhängigkeit von der
Primärspannung bestimmt werden. [ f(U1)=U1/U20
Hierzu wird der Schalter S in geöffnetem Zustand gelassen. Die Spannung U1 wird
von 0 bis 30V geregelt. U1 und U2 werden abgelesen und deren Quotient als
Funktion von U1 graphisch dargestellt. Diese Versuch wird zunächst mit n1= 250 und
n2= 500 Windungen durchgeführt. Anschließend wird n1 mit n2 vertauscht. Dies wird
auch bei allen anderen Aufgaben getan.
Leerlauf - Spannungsübersetzung
n1=250 Wdg. n2=500 Wdg.
0,56
0,55
U1/U2
0,54
0,53
0,52
0,51
0,5
0,49
0
4,03
8,08
y = -0,0025x + 0,5529
R2 = 0,864
12
16,1
20
24
28
U1
Bemerkung: Die Trendlinie wurde mit Hilfe linearer Regression ermittelt. Die Formel
des Typs y=αx+β lautet y=-0,0025x+0,5529 (nähere Erläuterung später).
Andreas Trabes, 1997
3
Leerlauf - Spannungsübersetzung
n1= 500 Wdg. n2= 250 Wdg.
2,5
2,4
2,3
U1/U2
2,2
2,1
2
y = -0,0192x + 2,3646
R2 = 0,8069
1,9
1,8
0
2,1
4,2
5,99 8,06 10,05 12,04 14,04 16,05 18,04
U1
20
22
24
26
28,1
30
Aufgabe 2:
Es soll nun die Leistung des Primärkreises im Kurzschlußfall ermittelt werden.
Hierzu wird ein neues Meßgerät, das Wattmeter, eingeführt. Aufgrund spontaner
Änderung der und der dadurch entstandenen Unklarheit der Aufgabenstellung
werden im Folgenden U1 und I1 und I2 als Funktion von P1 aufgenommen.
Kurzschlußleistung
n1= 250 Wdg. n2= 500 Wdg.
1000
900
I1
800
700
600
mA
500
400
300
200
I2
100
0
2,3
2
1,7
1,4
1,1
P1
0,8
0,5
0,2
Watt
Andreas Trabes, 1997
4
Als nächstes wird die Spannung U1 als Funktion von P1 ermittelt.
U1(P1)
10
9
8
7
6
U1 5
4
3
2
1
0
U1
2,3
2
1,7
1,4
1,1
0,8
0,5
0,2
P1 / Watt
Aufgabe 3: Es soll die Leerlaufleistung bestimmt werden.
70
60
50
U2 40
U1 30
20
10
0
U1
U2
4
3,6
3,2
2,8
2,4
2
1,6
1,2
0,8
0,4
0
P1 Watt
250
200
150
I1 (mA)
100
50
0
4
3,6
3,2
2,8
2,4
2
1,6
1,2
0,8
0,4
0
Andreas Trabes, 1997
5
Aufgabe 4:
Zusammenstellung der Kenndaten für U1= 20V. 250 zu 500 Windungen.
primärer Leerlaufstrom I10 = 172mA ±6mA
Leerlauf-Spannungsübersetzung U1/U20 : 0,526±0,067
Zur Ermittlung der maximalen Sekundärleistung wurde am Schiebewiderstand
solange hin und her geregelt, bis der höchste Werte am Wattmeter angezeigt wurde.
maximale Sekundärleistung P2MAX= 9W±0,554W
Aufgabe 5:
Bei Transformatoren wird mit Hilfe einer Spule im Eisenkreis ein sich zeitlich
veränderndes magnetisches Feld erzeugt. In einer weiteren Spule induziert dieses
Feld eine Spannung. Je nach Windungszahl der beiden Spulen kann eine gezielte
Transformation von Wechselspannungsamplituden vorgenommen werden.
Andreas Trabes, 1997