Задачи средней трудности. В1. Почему трансформатор при подключении к ис­точнику постоянного тока может выйти из строя?

Рис. 17.11 Рис. 17.12   Рис. 17.13

В1. Почему трансформатор при подключении к ис­точнику постоянного тока может выйти из строя?

В2.Для измерения большой силы переменного тока в электрических цепях применяются так называемые трансформаторы тока (рис. 17.11). Разновидностью их являют­ся измерительные клещи (рис. 17.12), кото­рые особенно удобны при измерении тока в линиях электропередач без их разрыва. Клещи состоят из метал­лического сердечника 1, ампер­метра 2,диэлектрических руко­яток 3. Провод линии 4 через ре­гулируемый зазор 5 помещают во внутреннюю область сердечника 1 и по амперметру определяют силу тока в линии. На каких физиче­ских законах основано действие приборов? Почему нельзя ампер­метр непосредственно включить в цепь, по которой течёт большой ток?

В3. От середины катушки с железным сер­дечником (обмотка – толстый медный провод с большим числом витков) сделан отвод С (рис. 17.13). Один раз между точ­ками В и С включен источник постоян­ного напряжения U₁. Другой раз к этим точкам приложено переменное напряже­ние с амплитудой U₁.Найдите напряжение U₂между точками А и В в первом случае и амплитуду переменного напряжения U₂ между точками А и В во втором случае.

В4. Мощность, потребляемая трансформатором, 90 Вт. Определить силу тока во вторичной обмотке, если напряжение на зажимах вто­ричной обмотки 12 В и КПД трансформатора 75%. Считать cosj₂ = 1.

В5. Почему трансформатор может выйти из строя в том случае, если хотя бы один виток обмотки замкнется накоротко?

Задачи трудные

С1.Что произойдёт с катушкой трансформатора, если ее распрямить, не отключая от сети?

С2.Изменится ли соотношение между напряжением на зажимах первичной и вторичной обмоток трансформатора, если железный сердечник заменить медным? Алюминиевым?

С3. Чтобы узнать, сколько витков содержат первичная и вто­ричная обмотки трансформатора, не вскрывая катушек, поверх вторичной обмотки намотали 60 витков провода. После включения первичной обмотки в сеть с напряжением 124 В при помощи вольтметра обнаружили, что на концах обмотки с 60 витками имеется напряжение 16,0 B, а на кон­цах вторичной обмотки – напряжение 40,0 B. Сколько вит­ков содержится в первичной обмотке и сколько во вторич­ной?

Рис. 17.14

С4.На железный сердечник, форма которого показана на рис. 17.14, намотаны две катушки. Магнитный поток, создаваемый каждой катушкой, не выходит из железного сердечника и делится поровну между разветвлениями. При включении катушки 1 в цепь переменного тока с напряжением 40 В напряжение на катушке 2 равно V. Какое напряжение будет на зажимах катушки 1, если катушку 2 включить в цепь переменного тока с напряжением V?

С5. Разборный школьный трансформатор включен в сеть. К вторичной обмотке подключена нагрузка. Как изменится ток в первичной и вторичной катушках при удалении верхней части сердечника?

С6.Первичная обмотка трансформатора находится под напря­жением U₁= 220 В, сила тока в ней I₁= 0,55 А. Вторичная об­мотка питает лампу накаливания. Напряжение на зажимах лампы U₂ = 12 В, а сила тока I₂ = = 3,6 А. Коэффициент полез­ного действия трансформатора равен h = 0,65. Найдите сдвиг фаз j₁между колебаниями силы тока и напряжения в первич­ной обмотке трансформатора.

С7.Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации K = 10 включена в сеть пе­ременного тока с напряжением U₁ = 220 В. Сопротивление вторичной обмотки r = 1,2 Ом. Сила тока во вторичной цепи I₂= 5,0 A. Определите сопротивление R нагрузки трансформа­тора и напряжение U₂на зажимах вто­ричной обмотки. Потерями в первичной цепи пренебречь.