Wirkungsgrad eines Transformators P 1/3 . Aufgabe Bestimmen Sie den Wirkungsgrad eines Transformators in Abhängigkeit von der Sekundärstromstärke bei rein Ohmseher Belastung! Vorbetrachtung Der Wirkungsgrad eines Transformators wird ermittelt. indem man die Primär leistung P, = U, . I, . cos f{! , und die Sekundärleistung P2 = U 2 • 12 • COS 'P 2 bestimmt P und daraus den Quotienten 11 = / bildet. Stehen zwei Leistungsmeßgeräte zur . , Verfügung. können die Leistungen an den Meßgeräten unmittelbar abgelesen wer den. Wird der Transformator sekundärseitig ·mit einem Schaltelement. das einen nur Ohmsehen Widerstand besitzt. belastet. tritt zwischen der Sekundärspannung und der Sekundärstromstärke keine zeitliche Verschiebung auf (cos C[J2 = 1). In einem solchen Falle kann man die Sekundärleistung bestimmen. indem man die Sekundärspannung U, und die Sekundärstromstärke 12 mißt und das Produkt P2 = U2 ' 12 bildet. Der besseren Übersicht wegen wird in der folgenden Versuchs anordnung dasWindungszahlverhältnis 1 : 1 gewählt. Geräte und Hilfsmittel Wechselspannungsquelle 2 geblätterter U- Kern und geblätterter I-Kern 3 massiver U-Kern für die Zusatz aufgabe Zusätzlich für Variante 1 9 2 Leistungsmeßgeräte 4 zwei Spulen mit gleichen Windungs zahlen 5 Gleitwiderstand 6 Schalter 7 Verbindungsleiter 8 . Stromstärkemeßgerät Zusätzlich für Variante 2 9 Leistungsmeßgerät 10 Spannungsmeßgerät Versuchsaufbau Entwerfen Sie einen Schaltplan . um den Wirkungsgrad eines Transformators in Abhängigkeit von der Sekundärstromstärke zu bestimmen! Variante 1 Messung der Primär- und der Sekundärleistung mit einem Leistungsmeßgerät. Messung der Sekundärstromstärke mit einem Stromstärkemeßgerät. V~riante 2 Messung der Primärleistung mit einem Leistungsmeßgerät. Bestimmung der Sekundärleistung mit einem Spannu'n gsmeßgerät und einem Stromstärkemeßgerät. Lassen Sie Ihren Schaltplan vom Lehrer überprüfen! 19 Versuchsablauf . - - - - - - - - - - - - - - - - - 1. Bauen Sie die Versuchsanordnung nach dem von Ihnen entwickelten Schalt plan auf I 2. Stellen Sie den Gleitwiderstand im Sekundärkreis des Transformators auf Kurz schluß ein. und greifen Sie am Stromversorgungsgerät eine Wechselspannung ab . .die den Experimentiergeräten und den Meßbereichen der Meßgeräte angepaßt ist! Fehlerhinweis Zeiger am Leistungsmeßgerät schlägt nach der falschen Seite (gegen den Anschlag) aus Zuleitungen für den Strom pfad 0 der den Spannungspfad des Leistungs meßgerätes umpolen Wirkungsgrad eines Umformers -r - -- -- P 2/1.1 Aufgabe Bauen Sie aus einem Elektromotor und einem Generator einen Umformer auf (oder verwenden . Sie einen kompletten Umformer); und bestimmen Sie den Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der abgegebenen Stromstärke! Vorbetrachtung 3. Geben Sie sich durch Einstellen des Gleitwiderstands nach eigenem Ermessen vor. und lesen Sie für jede Einstellung eine Anzahl geeigneter Werte für am Gleitwiderstand die Leistung P, im Primärkreis und die Leistung P2 im Sekundärkreis (Variante 1) bzw. die Leistung P, im Primärkreis und die Span nung U2 im Sekundärkreis (Variante 2) ab! Tragen Sie alle notwendigen Meßwerte in die Tabelle 1 ein! 4. Errechnen Sie den Wirkungsgrad. und tragen Sie die Kurve Tl = f (/2) in ein Koordinatensystem ein! '2 Umformer sind elektrische Maschinen mit umlaufenden Teilen. wobei eine Strom art in eine andere Stromart umgewandelt wird. Eine bestimmte Umformerart ist der Motorgenerator. bei dem ein Elektromotor mit 'einem Generator gekuppelt ist und den Generator über eine gemeinsame Welle oder einen Riementrieb antreibt. Wie kann man die Leistung eines Motors bzw. eines Generators ermitteln? Geben Sie die Gleichungen zur Berechnung der Leistung an! Versuchsaufbau Tabelle 1 '2 in A P, inW I P2 inW P2 'T} = P, Tj (]) Variante 1 mit geblättertem U-Kern Tabelle 2 '2 P, U inA inW in V 2 . ,P =U " 2 2 2 ry = ;~ I I'"'.J 12 in A Variante 2 mit geblättertem U- Kern Zusatzaufgabe o Wechselstromkreis G/elchs tromkrels Cl) G/elchstromkrels Wechse /s tromkrels Wiederholen Sie die gleiche Versuchsreihe mit einem massiven U-Kern und einem geblätterten 1- Kern als Joch! Füllen Sie die Tabelle 2 aus und tragen Sie die Kurve Tl = f (12) gestrichelt in das Koordinatensystem ein! Vergleichen Sie beide Kurven miteinander! Auswertung Der Wirkungsgrad eines Transfor~ators hängt von der Größe der Sekundärstrom stärke ab. Der Wert wird u. a. von der Art des Eisenkerns bestimmt.' Formulieren . Sie das Versuchsergebnis mit eigenen Worten! 20 21