166
Глава 4.
Таким образом, необходимо на сердечнике трансформатора установить три обмотки - первичную и вторичную, разнесенные на максимальное расстояние друг от друга, и третью - измерительную, состоящую из двух одинаковых половин, включенных встречно друг другу, измерительная обмотка подключается к измерительному вольтметру.
Проведение эксперимента.
На сердечник трансформатора из трансформаторного железа Ш-40 надеты первичная и вторичная многослойные обмотки по 100 витков каждая шириной по 5 мм. Обмотки устанавливаются по краям среднего сердечника. Между ними располагается третья обмотка, состоящая из двух расположенных рядом витков, включенных встречно друг другу и. Эта обмотка является измерительной. Вторичная обмотка нагружена на переменный резистор, в ее цепь включен амперметр для измерения тока. Измерительная обмотка подключена к милливольтметру.
Как и предполагалось, при уменьшении сопротивления нагрузки во вторичной цепи и соответствующем увеличения тока в этой цепи напряжение на измерительной обмотке растет пропорционально значению тока, что подтверждает высказанное предположение о том, что передача энергии из первичной обмотки во вторичную происходит не через сердечник, а через изменение градиента напряженности магнитного поля, создаваемого током, протекающим в первичной обмотке.
Выводы
Проведенный эксперимент позволяет лучше понять физику процесса передачи энергии с помощью создаваемого током магнитного поля и высказать предположение о том, что в связи с убыванием напряженности магнитного поля с увеличением расстояния от первичной обмотки, коэффициент трансформации будет зависеть от взаимного расположения первичной и вторичной обмоток.
Эксперименты в области электромагнитных явлений
167
Второй эксперимент. Проверка зависимости коэффициента трансформации от расположения обмоток
Постановка задачи
В настоящее время подразумевается, что порядок расположения обмоток на трансформаторе не играет существенной роли, хотя практически всегда первичная обмотка располагается первой, вторичные обмотки располагаются над ней. Считается, что такое расположение все же лучше, поскольку уменьшает поля рассеивания магнитного поля. Однако при относительной магнитной проницаемости трансформаторного железа, равной 400, поля рассеивания не должны превышать 0,5 - 1% от всей величины магнитного поля, а при больших значениях относительной магнитной проницаемости эта доля должна сокращаться. Если бы это было так, то в ряде случаев было бы гораздо удобнее мотать обмотки на независимых катушках, а затем надевать их на общий сердечник. Однако такая практика не привилась в связи с ухудшением параметров трансформатора, причем не только коэффициента заполнения, но и не соответствия коэффициентов трансформации расчетным значениям. Поэтому возникла задача проверки зависимости коэффициента трансформации от расположения обмоток.
Постановка эксперимента
На ферритовое кольцо с относительной магнитной проницаемостью 5000 надеты две обмотки по 100 витков тонкого (диаметром 0,1 -0,2 мм) провода, одна неподвижная, друга - подвижная, способная перемещаться по сердечнику (рис. 3.2а). Ширина обмоток порядка 8-10 мм. Измеряется расстояние между центрами обмоток и отношение ЭДС на выходе вторичной обмотки к напряжению на первичной обмотке. В качестве генератора переменного напряжения использован ГСС. Измерение производится на разных частотах и при разных напряжениях.
