Трансформатор НЧ. Зависимость коэффициента трансформации от входного напряжения.

[Alexey-Rus.]

Здравствуйте.
Использую трансформатор ТПГ-2-15 в измерительной цепи, точнее 2 трансформатора соединенных последовательно, т.к. измеряю напряжения до 300 В. Заметил, что отрегулировав измеритель при напряжении 260 В, на 160 В он занижает показания примерно на 0,5 В. Оказалось, что коэффициент трансформации трансформаторов ТПГ-2-15 зависит от входного напряжения. При 260 В входного напряжения Ктр 10,8503, а при 130 В - 10,8767. Это нормально, или я что-то не правильно делаю? Может это результат последовательного включения 2-х трансформаторов? Сейчас источника стабильного переменного напряжения под рукой нет, проверить один трансформатор не могу. Вторички также включены последовательно и нагружены на резистор 2 кОм.

[Alex]

Нынче в тренде на форумах выпендриваться да оскорблениями сыпать.

Но по сути-то он прав.
Разница в теории работы идеального трансформатора и практике работы реального.

[Станислафф]

Скорее всего дело в "не совсем TRUE RMS" приборе, а при 260В измеряемое напр возможно уже не совсем синус...

[Alexey-Rus.]

Скорее всего дело в "не совсем TRUE RMS" приборе, а при 260В измеряемое напр возможно уже не совсем синус...

Напряжение беру с UPS*a, подключенного к ЛАТРу. Оно не совсем синус, но одинаковое по форме при различных значениях напряжения. Пробовал ещё два TrueRMS прибора, OWON b35t (подешевле чем SANWA) и Victor VC97 (самый дешевый), отличия небольшие. Вторички трансов включил параллельно - изменений ноль.

[_Сам_]

Оно не совсем синус, но одинаковое по форме при различных значениях напряжения.

а посмотрите (аккуратно!!! чтобы не убить осциллограф) форму тока холостого хода первичной обмотки измерительного трансформатора. Если форма разная при 260 В и 130 В, то вот вам и причина отличия коэффициента трансформации.

[poddel]

Напряжение беру с UPS*a, подключенного к ЛАТРу. Оно не совсем синус, но одинаковое по форме при различных значениях напряжения. Пробовал ещё два TrueRMS прибора, OWON b35t (подешевле чем SANWA) и Victor VC97 (самый дешевый), отличия небольшие. Вторички трансов включил параллельно - изменений ноль.

Вот как бы у вас источник напряжения - не синус, возможно без поправочных коэффициентов не обойтись. К тому же некоторые UPS типа "буханка" генерировали от батарей "модифицированный" синус, а другие некоторые генерировали "аппроксимированный" синус. Если "в теме", то представление должно быть. Теперь о токе подмагничивания трансформаторов при 220 вольтах и при 110 вольтах. Трансформаторы у вас на руках и кроме вас никто не измерит эти токи. А ток подмагничивания в вашем случае по своей величине сравним с током нагрузки в первичной обмотке. И пользуйтесь для измерений тогда уж напряжением сети и ЛАТРом.

[Alexey-Rus.]

Форма напряжения при 130 В и 260 В:

Форма тока в первичной обмотке при 130 В и 260 В:

И пользуйтесь для измерений тогда уж напряжением сети и ЛАТРом.

В сети напряжение ещё менее синус и постоянно скачет.

[_Сам_]

Форма тока в первичной обмотке при 130 В и 260 В.

А теперь пара формул.
Мгновенные значения напряжения на первичной обмотке U1, ЭДС её самоиндукции E1, ток I1 и активное сопротивление R1 связаны между собой выражением:
U1 = E1 + I1 * R1 или E1 = U1 - I1 * R1
Коэффициент трансформации Kтр связывает между собой ЭДС двух обмоток
Kтр = E1 / E2 = ( U1 - I1 * R1 ) / E2
RMS вольтметр измеряет U1, но не E1.
Они между собой отличаются на потерю в активном сопротивлении обмотки.
Если бы эта ошибка I1 * R1 линейно зависела от напряжения U1, то Kтр был бы константой.
Но по осциллограммам видно, что форма тока изменяется не 2 раза, а как-то иначе.
В частности видно, что изменяется спектр ошибки I1 * R1.
Нелиненая зависимость I1 * R1 от U1 проявляется в изменении Kтр

[mAxSpace]

Вторички нужно включить параллельно.

---------- Сообщение добавлено 09:54 ---------- Предыдущее сообщение было 09:54 ----------

....уже опередили )

[poddel]

Форма тока в первичной обмотке при 130 В и 260 В:

Вот ток в первичной цепи - это ток ХХ или ток с нагрузкой во вторичной цепи?

[Alexey-Rus.]

Вот ток в первичной цепи - это ток ХХ или ток с нагрузкой во вторичной цепи?

С нагрузкой, но она не большая, не стал отключать, к ней так сразу не подлезть. Подключал нагрузку 39 Ом, тогда ток в первичке синус.

Вторички нужно включить параллельно.

Уже запараллелены.

Нелиненая зависимость I1 * R1 от U1 проявляется в изменении Kтр

Этот трансформатор вообще какой-то не понятный (для меня). Я всегда думал, что любой трансформатор должен работать в обратном режиме (когда напряжение подается на вторичку, а снимаем с первички), но этот почему-то не хочет. Если я ему подаю на вторичку напряжение амплитудой 80 мВ, то на первичке получаю 90 мВ и форма напряжения становится более треугольной. Подаю те же 80 мВ на первичку - на вторичке приблизительно 7 мВ, т.е. в соответствии с коэф-том трансформации.

[_Сам_]

Подключал нагрузку 39 Ом, тогда ток в первичке синус.

Естественно. На фоне большого тока от нагруженной вторички несинусоидальный ток холостого хода станет незаметен.

Если я ему подаю на вторичку напряжение амплитудой 80 мВ, то на первичке получаю 90 мВ и форма напряжения становится более треугольной.

значит ваш источник сигнала не тянет низкоомную вторичку в качестве нагрузки. У источника большое внутреннее сопротивление. Треугольность напряжения является дополнительной причиной путаницы. RMS прибор ведь показывает среднее интегральное от квадрата напряжения, а у синуса и треугольника разный коэффициент связывающий амплитуду со средним. Смотреть лучше осциллографом. Думаю тогда в обе стороны трансформация будет одинаковой.

[Alexey-Rus.]

Естественно. На фоне большого тока от нагруженной вторички несинусоидальный ток холостого хода станет незаметен.

Так я к тому и написал, что нагрузка небольшая, форма тока относительно ХХ сильно не изменится.

значит ваш источник сигнала не тянет низкоомную вторичку в качестве нагрузки. У источника большое внутреннее сопротивление.

Источником тока являлся датчик тока (резистор 1,5 Ом), включенный в цепи нагрузки.

RMS прибор ведь показывает среднее интегральное от квадрата напряжения, а у синуса и треугольника разный коэффициент связывающий амплитуду со средним. Смотреть лучше осциллографом.

Амплитуду 80 мВ смотрел осциллографом на обмотке трансформатора, осциллографом же смотрел амплитуду на другой обмотке. Мультиметром я не измерял напряжения в данном случае.

[_Сам_]

Амплитуду 80 мВ смотрел осциллографом на обмотке трансформатора, осциллографом же смотрел амплитуду на другой обмотке.

Понятно. У реального трансформатора напряжение на одной стороне не является точной копией напряжения на его другой стороне в масштабе Kтр. Влияют сопротивления и токи обмоток, холостой ход, межвитковая ёмкость, потерии на поля рассеивания и т.п. Реальность гораздо сложнее идеальных моделей.

Если я ему подаю на вторичку напряжение амплитудой 80 мВ, то на первичке получаю 90 мВ и форма напряжения становится более треугольной.

на вскидку на ум приходит следующее: Если 90 мВ на высоковольтной обмотке 1, значит ЭДС в низковольтной обмотке порядка E2 = E1 / Ктр = 9 мВ. Хотя подавали вы 80 мВ, значит 71 мВ потерялось на R2 * I2. Ради проверки измерьте ток в низковольтной I2 и её сопротивление R2. Треугольная форма... ну может это процесс заряда межвитковой ёмкости обмотки 1. Хотя скорее всего сам ток I2 имеет треугольную форму из-за гистерезиса сердечника.

[Alexey-Rus.]

Я разобрался в чем была проблема. Я подключал этот трансформатор с датчиком тока (резистором) вместо трансформатора тока, а нагрузку трансформатора тока (100 Ом) не отключил. Теперь-то то я уже знаю, что при сопротивлении обмотки больше 2 кОм на нагрузке 100 Ом напряжение упадет очень сильно.
_Сам_, спасибо за ликбез.