Задачи по "Физике"

Задача 1

Однофазный  трансформатор  включен в  сеть  с  первичным  напряжением U1Н = 220 В.  Число  витков  вторичной  обмотки w2 = 61.  Активное  сечение  стали  магнитопровода  ПС = 62,9 см2,  амплитуда  магнитной  индукции  в  стержне  [pic 1] = 1,5 Тл.  Определите  коэффициент  трансформации,  пренебрегая  током  холостого  хода  трансформатора.

Дано:

ПC = 62,9 см2,  

U1Н = 220 В;  

w2 =  61.  

[pic 2]= 1,5 Тл.

Решение.

Электродвижущая сила одного витка:

[pic 3]

[pic 4] В.

Действующие  значения  ЭДС  обмоток первичной и вторичной соответственно:

Е1 ≈ U1Н = uв ω1;

тогда число  витков  первичной  обмотки:

w1 = U1Н / uв = 220/2,1 = 105.

Коэффициент  трансформации:

[pic 5] В.

Задача 2

Активное  сечение  стали  магнитопровода  ПС = 263 см2.  Материал  магнитопровода – электротехническая  листовая  сталь 3413.  Кривая  намагничивания  стали  приведена  в  табл. П1.  При  включении  трансформатора  на  холостом  ходу  в  сеть  частотой  f1 = 50 Гц  с  номинальным  первичным  напряжением  амплитуда  магнитного  потока  в  магнитопроводе  [pic 6] = 3,682×10 – 2 Вб.  Определите,  как  и  во  сколько  раз  изменится  амплитуда  реактивной  составляющей  намагничивающего  тока  [pic 7] при  включении  ненагруженного  трансформатора  в  сеть  частотой  f1 = 60 Гц  с  номинальным  первичным  напряжением.  Падением  напряжения  в  первичной  обмотке  пренебречь.

Дано:

ПС = 263 см2; f1 = 50 Гц;

[pic 8] = 3,682×10 – 2 Вб 2;

f1 = 60 Гц.

Решение.

U1 = Е1 = 4,44 f w1Фm,

где f – частота напряжения сети; Фm - амплитудное значение магнитного потока в трансформаторе.

Индукция в магнитопроводе:

B1 = [pic 9] / ПС = 0,03682/263*104 = 1,4 Тл.

Известно, что магнитный поток обратно пропорционален частоте, поэтому индукция изменится на величину:

B/1 = 50/60*B1 = 50/60*1,4 = 1,17 Тл.

По кривой намагничивания (Приложение) определим соответственно при рассчитанных индукция величины напряженностей:

Н1 = 320 А/м; Н/1 = 234 А/м.

Амплитуда  намагничивающего  тока  трансформатора прямо пропорциональна изменению напряженности магнитного поля. Поэтому изменение амплитуды  намагничивающего  тока  трансформатора, если  частота увеличится с 50 до 60 Гц, составит:

[pic 10] = Н1 / Н/1 = 320/234 = 1,37 раза.

Задача 3

Групповой  трехфазный  трансформатор  собран  из  трех  однофазных   с  номинальными  мощностью  SН = 400 кВ·А  и  напряжениями    обмоток U1Н = 11,55 кВ;  U2Н = 3,81 кВ.  Первичная  и  вторичная  обмотки  трансформатора  соединены  в  звезду.