일반물리학실험 | 변압기의 원리

 

 

 

TIP

 

 

1, 2차 코일과 철심의 조합으로 변압기를 구성하여 교류전압을 가한 후 전압과 전류를 측정하여 변압기의 성질과 원리를 이해한다.

 

 

 

 실험 방법

실험 1. 철심의 기능

철심의 상태를 변경할 때에는 진폭은 변경하지 말고 OUTPUT 스위치를 눌러 출력을 끊고 철심의 상태를 변경하라. 그리고 OUTPUT 스위치를 다시 눌러 출력을 켠 후 전압을 측정하라.

1) 함수발생기의 전원을 켜고 진동수를 60 Hz로 맞춘다. (파형선택단추(WAVE)가 sine파형(∿)으로 설정이 되어 있는지 확인)

 

2) 멀티미터로 전압을 측정하면서 함수발생기의 진폭을 조절하여 5 V에 맞춘다. (이 때 코일이 함수발생기에 연결이 되어 있지 않아야 한다)

 

3) 400회 코일 2개를 1차, 2차 코일로 하여 그림 2와 같이 설치하고 1차 및 2차 코일을 전압을 읽는다.

 

4) 1차와 2차 코일의 중앙으로 I자형 철심을 끼우고 1차와 2차 코일의 전압을 읽는다.(그림 3의 (a))

 

5) 그림 3의 (b)와 같이 코일을 U자형 철심에 끼우고 1차와 2차 코일의 전압을 읽는다.

 

6) I자형 철심을 그림 3의 (c)와 같이 U자형 철심 위에 부착하여 볼트를 조여 고정을 한 후 1차와 2 차 코일의 전압을 읽는다.

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실험 2. 전압 변환

1) 400회 코일을 1차 코일로, 400회 코일을 2차 코일로 둔 상태로 함수발생기의 진폭을 조절하여 1차 코일의 전압을 1 V부터 5 V까지 1 V 간격으로 바꾸면서 2차 코일의 전압을 측정 한다. 1차와 2차 전압 사이의 그래프를 그리고 기울기를 구한 후 감은 수의 비(N₂/N₁ )와 비교한다.

 

2) 2 차 코일을 200회, 800회로 바꾸면서 1)의 과정을 반복한다.

 

3) 1차 코일의 전압이 1 V일 때 2차 코일의 전압과 2차 코일의 감은 수와의 그래프를 그린다.

 

실험 3. 전류 변환

1) 400회 코일을 1차 코일로, 200회 코일을 2차 코일로 하고 부하 저항 R_L=1 Ω을 사용하여 그림5와 같이 구성을 한다.

 

2) 함수발생기의 진폭을 조절하여 1차 코일의 전류를 10 mA부터 50 mA까지 10 mA 간격으로 변화시키면서 2차 코일의 전류를 측정한다.

 

3) 1차와 2차 전류 사이의 그래프를 그리고 기울기를 구한 후 감은 수의 비(N₂/N₁ )와 비교한다.

 

실험 4. 전력 전달

1) 코일이 연결 되지 않은 상태에서 함수발생기의 출력전압을 5V로 맞춘 후 400회 코일 2개를 1,2차 코일로 하여 그림 6과 같이 구성을 한다.

 

2) 부하 저항 R_L을 1 Ω, 10 Ω, 100 Ω, 1 kΩ 각각에 대하여 1차 코일의 전압 V₁, 1차 코일의 전류 I₁ , 2차 코일의 전압 V₂, 2차 코일의 전류 I₂를 측정한다.

 

3) 위의 결과를 사용하여 1차 코일의 전력 P₁=I₁V₁, 2차 코일의 전력 P₂=I₂V₂를 계산하고 두 전력의 비(P₂/P₁ )를 계산한다.

 

 

 

[일반물리학실험]변압기의 원리 레포트