הצגת המקור של מהלך ניסוי מדידות בשנאי הספק

= מטרת הניסוי =
* מדידת הפרמטרים של מעגל התמורה של [[wikipedia:he:שנאי|שנאי]].
* מדידת הפסדים ב[[wikipedia:he:שנאי|שנאי]].
* הכרת צורות הזרמים והמתחים ב[[wikipedia:he:שנאי|שנאי]].

= ציוד לניסוי =
== מיכשור בעמדה ==
<gallery>
Tabor_Electronics_LTD_DMM.gif|link=[[רב-מודד ספרתי]]|[[רב-מודד ספרתי]]
PeakTech2510.png|link=[[מד הספק]]|[[מד הספק#מד הספק ספרתי חד-מופעי|מד הספק חד-מופעי]]
KeysightE36313A.png|link=[[ספק כוח מיוצב]]|[[ספק כוח מיוצב]] (למתח ישר)
DSO-X_2002A.png|link=[[משקף תנודות]]|[[משקף תנודות|משקף-תנודות/מחולל-אותות]]
</gallery>

== ציוד מהמחסן ==
<gallery>
Variac1Phase.png|וואריאק חד-פאזי
PowrTransformer.png|שנאי-הספק
IsolationTransformer.png|link=[[רכיבים#שנאי בידוד]]|[[רכיבים#שנאי בידוד|שנאי בידוד]]
Rheostat300Ohm.png|link=[[רכיבים]]|[[רכיבים|ראוסטט]] R<sub>1</sub> - 300&Omega;,1A.
DecadeResistance.png|link=[[רכיבים#דקדות]]|[[רכיבים#דקדות|R<sub>2</sub> - דקדת נגדים]]
CapacitanceDecade.png|link=[[רכיבים#דקדות]]|[[רכיבים#דקדות|דקדת קבלים]]
Rheostat300Ohm.png|link=[[רכיבים]]|[[רכיבים|ראוסטט]] של R<sub>3</sub> - 1k&Omega;,1A.
Bananas.PNG|link=[[רכיבים#כבלים]]|15 כבלי [[רכיבים#כבלים|בננות]]
BNC-Bananas.PNG|link=[[רכיבים#כבלים]]|2 כבלי [[רכיבים#כבלים|בננה-BNC]]
</gallery>

= מהלך הניסוי =
<u>'''''אזהרה!'''''</u>

בחלק מהניסוי אנו עובדים אחרי שנאי-בידוד כאשר המתח צף ולכן מפסק-הפחת אינו פועל!
# רק אדם אחד בונה את המעגל.
# רק אדם זה מדליק את הוריאק ומעלה את המתח.
# בסוף כל ניסוי יש להוריד את מתח הוריאק לאפס ורק אז לכבות אותו.
# יש לבדוק שכל החוטים מבודדים ותקינים.
# יש לחבר ריאוסטט בכל מעגל להגבלת זרם המקור.
# יש לבדוק שלא יזרום זרם הגדול מהזרם-הנקוב בריאוסטט ובשנאי.
# אין להשתמש בדקדת-נגדים מלבד מעגל ה-RC בסעיף האחרון (ראו סעיף [[#הצגת אופיין ההסטרזיס ומציאת עקום המגנוט הנורמלי|אופיין חשל]])

== הכרת השנאי ==
[[File:PowerTransformer.png|thumb|left|upright=3|<figure id="fig:powertrans"><caption>שנאי הספק</caption></figure>]]
[[File:PowerTransformerSignage.jpg|thumb|left|upright=1|<figure id="fig:powertrans_nominal"><caption>ערכי מתח וזרם נומינליים של שנאי-הספק</caption>. מתח נומינלי של 15 וולט וזרם נומינלי של 0.5 אמפר</figure>]]
=== מטרת הסעיף ===
לדעת לקרוא סרטוט חשמלי של מכשיר ולהשוות אותו למציאות.

צריך לדעת לקרוא את הסכימה של השנאי-הספק ב<xr id="fig:powertrans"/> ולקרוא את התווית אשר אמורה להיות על גג-המכשיר כפי שרואים ב<xr id="fig:powertrans_nominal"/>.

=== הוראות ===
נא לסמן בטבלה הראשונה המופיעה מטה &#x2713; (וי) עבור כל חיבור שזיהיתם, ולמלא את הערכים בטבלה השנייה.

'''הערות''':
* ההדקים T<sub>1</sub> ו-T<sub>2</sub> מחוברים לליפוף הראשוני, כלומר ניתן לחבר את השנאי למקור-מתח (או למעגל) דרך הכניסות T<sub>1</sub>-T<sub>2</sub>.
* שקע מכשור (בצד שמאל של <xr id="fig:powertrans"/>) מנותק מהשנאי - ניתן לראות זאת במידה ושנאי-ההספק הוא שקוף, לכן הוא אינו נחוץ עבור הניסוי.
* חיבור ה-BNC של In1-In2 מקוצר לכניסות של T<sub>1</sub>-T<sub>2</sub>, כלומר יש שתי דרכים להתחבר אל השנאי:
*# ע"י חיבור ישיר של בננות מהספק-כוח (DC או AC).
*# ע"י חיבור של BNC (מה[[מחולל אותות|מחולל]], מה[[משקף תנודות|סקופ]] או מה[[רכיבים#שנאי בידוד|שנאי בידוד]]).

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! חיבור
! האם זוהה ב<xr id="fig:powertrans"/>?
! האם זוהה במציאות?
|-
| שקע מכשור
|
|
|-
| כניסת BNC
|
|
|-
| In<sub>1</sub>
|
|
|-
| In<sub>2</sub>
|
|
|-
| T<sub>1</sub>
|
|
|-
| T<sub>2</sub>
|
|
|-
| בית הפיוז
|
|
|-
| Out<sub>1</sub>
|
|
|-
| Out<sub>2</sub>
|
|
|-
| Out<sub>3</sub>
|
|
|-
| Out<sub>4</sub>
|
|
|}

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! מדד
! ערך
|-
| מתח נומינלי (נקוב/מירבי)
|
|-
| זרם נומינלי (נקוב/מירבי)
|
|-
| מספר השנאי

(מסומן בטוש/חרוט על-גבי המכשיר)
|
|-
| *שקע מכשור מחווט בתוך השנאי?
| כן / לא
|-
| **כניסת In<sub>1</sub> מנותקת מכניסת T<sub>1</sub>

בזמן שכניסת In<sub>2</sub> מחוברת לכניסת T<sub>2</sub> בתוך השנאי?
| כן / לא
|}

<u>הערות</u>
* שקע המכשור היה מיועד פעם להיות נקודת החיבור אל הוואריאק (אשר לו יש "כבל קומקום"), אך הוא כבר לא בשימוש.
* כניסת In<sub>1</sub> מנותקת מכניסת T<sub>1</sub> כיוון שצריך לחבר מד-זרם בין שתי נקודות אלו כדי לסגור מעגל (וכדי למדוד את הזרם) כפי שנעשה באמצעות המידגמים של [[מהלך ניסוי מעגלי יישור וסינון|ניסוי 8]].
{{Signature}}

== מדידת התנגדות הליפופים בזרם ישר ==
[[File:TransformerDC.png|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:transdc"><caption>מערך מדידת שנאי בזרם ישר</caption></figure>]]
[[File:RheostatScheme.png|left|thumb|upright=1|<figure id="fig:rheocir"><caption>מעגל תמורה של הראוסטט המאוייר על גג קדמת-המכשיר</caption></figure>]]
=== מטרת הסעיף ===
למדוד את [[wikipedia:Parasitic element (electrical networks)|ההתנגדות הפרזיטית]] של כל אחד משלושת הסלילים של שנאי-ההספק.

<u>נא לשים לב</u> כיצד מחברים את ה[[רכיבים#ראוסטט|ריאוסטט]], מעגל התמורה שלו נמצא ב<xr id="fig:rheocir"/>.

=== הוראות ===
# הפעילו את ספק-הכוח DC. וכוונו את המתח ל-10V.
#* <u>הערה:</u> אם ה[[ספק כוח מיוצב|ספק כוח]] מראה מתח נמוך מ-10V זה אומר שיש קצר במעגל או שמגבלת הזרם של ה[[ספק כוח מיוצב|ספק כוח]] נמוכה מדי ולכן יש להעלותה.
# <u>לכבות את ה[[ספק כוח מיוצב|ספק]] לפני חיבור המעגל ע"י כיבוי הערוץ (2 או 3) אליו מחובר המעגל!</u>.
# חברו את המעגל המתואר ב<xr id="fig:transdc"/>.
# כוונו את ה[[רכיבים#ראוסטט|ריאוסטט]] R<sub>1</sub> למקסימום - 300&Omega;
# הדליקו את הערוץ המתאים (2 או 3) של [[ספק כוח מיוצב|ספק-הכוח DC]].
# הנמיכו את ערכו של ה[[רכיבים#ראוסטט|ריאוסטט]] כך שתתקבל קריאה ברורה במדי הזרם והמתח (A<sub>0</sub>&nbsp;>&nbsp;10mA,&nbsp;V<sub>0</sub>&nbsp;>&nbsp;10mV).
# קחו קריאות עבור כל אחד מליפופי השנאי:
#* T<sub>1</sub>-T<sub>2</sub>
#* Out<sub>1</sub>-Out<sub>2</sub>
#* Out<sub>3</sub>-Out<sub>4</sub>
# שנו את מתח הספק ל-5V. חזרו על המדידות.
# עבור כל אחד מליפופי השנאי, חשבו את התנגדותו הממוצעת (משתי המדידות של 5V ו-10V).

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! מתח ספק-כוח DC רצוי
! מתח ספק-כוח DC מדוד (ב[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]])
! הדקים למדידה
! V - מתח מדוד [V]
! I - זרם מדוד [A]
! (V/I) התנגדות [&Omega;]
|-
| rowspan="3" | 10V
| rowspan="3" |
| T<sub>1</sub>-T<sub>2</sub>
|
|
|
|-
| Out<sub>1</sub>-Out<sub>2</sub>
|
|
|
|-
| Out<sub>3</sub>-Out<sub>4</sub>
|
|
|
|-
| rowspan="3" | 5V
| rowspan="3" |
| T<sub>1</sub>-T<sub>2</sub>
|
|
|
|-
| Out<sub>1</sub>-Out<sub>2</sub>
|
|
|
|-
| Out<sub>3</sub>-Out<sub>4</sub>
|
|
|
|}
* <u>הערה</u>: הזרמים אמורים לצאת מאוד דומים כיוון שערכו של הריאוסטט גדול בהרבה מהתנגדות הסלילים, ולכן יוצא שהמתח וההתנגדות השקולה הם כמעט זהים עבור כל סט של מדידות.

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! חיבור
! התנגדות ממוצעת [&Omega;]
|-
| T<sub>1</sub>-T<sub>2</sub>
|
|-
| Out<sub>1</sub>-Out<sub>2</sub>
|
|-
| Out<sub>3</sub>-Out<sub>4</sub>
|
|}
{{Signature}}

== מדידת תמסורת הליפופים (יחס השנאה) ==
[[File:TransformerRatio.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:transratio"><caption>מערך מדידת יחס השנאה של שנאי</caption></figure>]]
=== מטרת הסעיף ===
למצוא את יחס ההשנאה (a) של שני תתי-השנאים (בין 1 ל-2 ובין 1 ל-3).

=== הוראות ===
# חברו את המעגל דרך וריאק ושנאי-בידוד כפי שרואים ב<xr id="fig:transratio"/>.
# העבירו את ה[[רב-מודד ספרתי|רמ"סים]] למצב AC אחרת הם יראו לכם 0 כיוון שהערך הממוצע של AC הוא 0.
# כוונו את מתח הסליל-הראשוני V<sub>1</sub> ל-10V.
# מידדו את תמסורת המתחים של השנאי מהסליל הראשוני אל כל ליפוף.
# חברו את ליפופי הסליל המשני בטור (קצרו את ההדקים Out2 ו-Out3) ומידדו את המתח השקול (V<sub>2,3</sub> בין Out1 ו-Out4). בחיבור נכון המתח השקול ישווה לסכום שני מתחי הסלילים.
# חיזרו על המדידות עבור מתח הראשוני V<sub>1</sub> של 5V.
# חשבו תמסורת ליפופים (יחס השנאה) ממוצעת (משתי המדידות של 5 ו-10 וולט).

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! מתח רצוי V<sub>1</sub>
| V<sub>1</sub>=10V
| V<sub>1</sub>=5V
|-
! מתח מצוי V<sub>1</sub>
|
|
|-
! מתח V<sub>2</sub>
|
|
|-
! תמסורת ליפופים V<sub>1</sub> / V<sub>2</sub>
|
|
|-
! מתח V<sub>3</sub>
|
|
|-
! תמסורת ליפופים V<sub>1</sub> / V<sub>3</sub>
|
|
|-
! מתח שקול V<sub>2,3</sub>
|
|
|-
! תמסורת ליפופים V<sub>1</sub> / V<sub>2,3</sub>
|
|
|}

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! &nbsp;
! תמסורת ליפופים ממוצעת (a)
|-
! V<sub>1</sub> / V<sub>2</sub>
|
|-
! V<sub>1</sub> / V<sub>3</sub>
|
|-
! V<sub>1</sub> / V<sub>2,3</sub>
|
|}
{{Signature}}

== מדידת קוטביות ==
[[File:TransformerPolarity.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:transpolarity"><caption>מערך מדידת קוטביות של שנאי</caption></figure>]]

=== מטרת הסעיף ===
למדוד את קוטביות השנאי ולחשב את ההשראות ההדדית M.

=== הוראות ===
# חברו את המעגל שב<xr id="fig:transpolarity"/>, כאשר מד-המתח V<sub>3</sub> והחוט "קצר" <u>'''לא'''</u> מחוברים.
# קצרו את ההדקים Out2 ו-Out3.
# העלו את המתח הראשוני V<sub>1</sub> לערך של 11V.
# רשמו את קריאת הזרם (A<sub>0</sub>) ומידדו את V<sub>1</sub> ו-V<sub>2</sub>.
# קצרו את In<sub>1</sub> ל-Out1 (חוט "קצר" ב<xr id="fig:transpolarity"/>).
# חברו את מד-המתח V<sub>3</sub> בין T<sub>2</sub> ל-Out4, רשמו את תוצאות המדידה.
# על סמך המדידות, קבעו את קוטביות השנאי.
# חשבו את ההשראות ההדדית M.

<div class="note mw-collapsible mw-collapsed" style="background-color: #c0c0c0;">
==== סעיף בונוס ====
זוהי רק תוספת כדי לראות את הקוטביות באמצעות [[משקף תנודות]], לפתיחה - ללחוץ בצד שמאל.
<div class="mw-collapsible-content">
<font color="red">'''רצוי לדלג על סעיף זה ולחזור אליו רק לאחר סיום הניסוי במידה ונשאר זמן'''</font>
[[File:3-4scopeNo17additive.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:additive"><caption>שנאי עם קוטביות חיבורית</caption> - מקבלים הפרש מופע של 180&deg;</figure>]]
[[File:3-4scopeNo19subtractive.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:subtractive"><caption>שנאי עם קוטביות חיסורית</caption> - מקבלים את אותו המופע על הכניסה והמוצא</figure>]]
ניתן לחבר את ה[[משקף תנודות|סקופ]]:
* האדמה של שני הבחונים מחוברת לנקודת הקצר בין T<sub>1</sub> ל-Out1.
* פלוס של הבָּחוֹן פּוֹטֶנְצְיָל של ערוץ אחד מחברים ל-T<sub>2</sub>.
* פלוס של בָּחוֹן ערוץ שתיים מחברים ל-Out4.
* שלא יהיה Invert באף ערוץ.
* עבור קוטביות חיבורית מקבלים הפרש מופע של 180&deg; בין הכניסה V<sub>1</sub> והמוצא V<sub>2</sub> כפי שרואים ב<xr id="fig:additive"/>, כיוון שהאדמה של ה[[משקף תנודות|סקופ]] נמצאת באמצע בין שני מפלי-המתח - כלומר שני מפלי המתח הם באותו הכיוון של החוג-מתחים.
* עבור קוטביות חיסורית מקבלים את אותו המופע בכניסה V<sub>1</sub> ובמוצא V<sub>2</sub> כפי שרואים ב<xr id="fig:subtractive"/>, כאן שני מפלי-המתח נמצאים בכיוונים מנוגדים לכיוון החוג-מתחים הסגור של המעגל.
* [[משקף תנודות#שמירת תמונת משקף-התנודות|שומרים את התמונה]].

</div>
</div>

{| class="wikitable"
|-
! מדד
! ערך [יחידות]
|-
| מתח V<sub>1</sub> רצוי
| align="center" | 11V
|-
| מתח V<sub>1</sub> מדוד
|
|-
| מתח V<sub>2</sub>
|
|-
| זרם A<sub>0</sub>
|
|-
| *מתח V<sub>3</sub>
|
|-
| קוטביות (לסמן את המתאים)
| חיבורית / חיסורית
|-
| השראות-הדדית M
|
|}

<u>הערות:</u>
# אם מתח V<sub>3</sub> יוצא נמוך מדי או לא מתאים - כנראה שחוט הקצר המסומן ב<xr id="fig:transpolarity"/> אינו מחובר.
# מציאת קוטביות:
#* אם V<sub>1</sub>+V<sub>2</sub> שווה ל-V<sub>3</sub> הקוטביות היא חיבורית.
#* אם |V<sub>1</sub>-V<sub>2</sub>| שווה ל-V<sub>3</sub> הקוטביות היא חיסורית.
# כדי למצוא את ההשראות ההדדית M יש לזכור את [[wikipedia:he:חוק אוהם|חוק אוהם]]:

<math>V=R\cdot I</math>

כאשר אצלנו ההתנגדות היא עכבת הסליל:

<math>R=Z_L=j\omega L</math>

אך זוהי לא השראות עצמית (L) אלא השראות-הדדית (M) ולכן:

<math>R=Z_M=j\omega M</math>

המתח V הוא המתח המושרה על הסליל הנגדי V<sub>2</sub>.

ואילו הזרם I הוא הזרם בסליל המקורי שמדדנו באמצעות A<sub>0</sub>, ולכן הנוסחא הכללית היא:

<math>V_2=Z_M\cdot A_0</math>

נציב הכל:

<math>V_2=j\omega M\cdot A_0</math>

נשלוף את M, שהוא הגודל בערך מוחלט, ונקבל:

<math>M=\Bigg|\frac{V_2}{j\omega A_0}\Bigg|=\frac{V_2}{2\pi f A_0}</math>

נציב ערכים כאשר הנעלם f הינו תדר רשת-החשמל הארצית 50 הרץ, ולכן ההשראות-ההדדית היא:

<math>M=\frac{V_2}{100\pi A_0}\,[H]</math>

{{Signature}}

== ניסוי ריקם ==
[[File:TransformerCheck.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:transcheck"><caption>מערך לניסוי ריקם וניסוי קצר</caption></figure>]]
[[File:BananaTypes.JPG|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:banana_types"><caption>שני סוגי בננות</caption>. הסוג הימני זהו הסוג-הקפיצי אשר <u>כן יכול</u> להתחבר אל ה[[מד הספק#מד הספק ספרתי חד-מופעי|מד-הספק]] של חברת [http://www.peaktech.de/ PeakTech], ואילו הסוג השמאלי זהו הסוג-הקשיח אשר <u>אינו יכול</u> להתחבר אל המכשיר</figure>]]

[[File:WattMeterMeasure.jpg|thumb|left|upright=1.5|<figure id="fig:watt_image"><caption>דוגמא למדידות במד-הספק</caption>. בכיוון השעון: ההספק-הפעיל P בוואט, הזרם I באמפר, המתח V בוולט, ומקדם-ההספק cos&theta;</figure>]]
=== מטרת הסעיף ===
למדוד את ההספק-הפעיל בשנאי המציין את הפסדי-הברזל/ליבה/ריקם אשר קובעים עד כמה השנאי יתחמם בעת עומס, ולמצוא את ההשראות ההדדית M בעוד דרך בנוסף לסעיף [[#מדידת קוטביות|מדידת קוטביות]].

=== הוראות ===
# חברו את המעגל המתואר ב<xr id="fig:transcheck"/>.
#* <font color="red">'''<u>הערה</u>'''</font>: אין לחבר בננות קשיחות ל[[מד הספק#מד הספק ספרתי חד-מופעי|מד-הספק הספרתי חד-מופעי]] אלא רק את הבננות-הקפיציות כפי המופיע ב<xr id="fig:banana_types"/>.
# העלו את מתח הוריאק עד המתח-הנקוב בראשוני של השנאי (15V).
# רשמו את הקריאות בהתאם לטבלה.
# כדי לראות את ההספק-המדומה והתדר יש ללחוץ על כפתור Watt/VA (הכפתור בצד ימין למטה של המסך).
# צלמו תמונה של ה[[מד הספק#מד הספק ספרתי חד-מופעי|מד-הספק]] כפי שרואים ב<xr id="fig:watt_image"/>.

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! מדד
! ערך
! יחידות
|-
| מתח ריקם V<sub>1</sub>

V<sub>0</sub> ב[{{lab}}4/App_4.pdf#page=5 נספח]

(ב[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]])
|
|
|-
| זרם ריקם A<sub>0</sub>

I<sub>0</sub> ב[{{lab}}4/App_4.pdf#page=5 נספח]

(ב[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]])
|
|
|-
| הספק-פעיל W

P<sub>c</sub> ב[{{lab}}4/App_4.pdf#page=5 נספח]

(ב[[מד הספק]])
|
|
|-
| הספק-מדומה S מדוד

(ב[[מד הספק]])
|
| VA
|-
| הספק-מדומה S מחושב

(מכפלת המתח והזרם)
|
|
|-
| תדר מדוד

(ב[[מד הספק]] או ב[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]])
|
|
|-
| קוסינוס תטא מדוד

(ב[[מד הספק]])
|
|
|-
| קוסינוס תטא מחושב

(מנת ההספק הפעיל והמדומה*)
|
|
|-
| השראות-הדדית M
|
| H
|}
* <u>הערה</u>: ההספק המדומה S המחושב והמדוד צריכים לצאת זהים או לפחות מאוד קרובים, לכן בחישוב [[משולש הספקים|גורם-ההספק]] (קוסינוס פי/תטא) ניתן להשתמש בממוצע של S.


<u>מציאת ההשראות ההדדית M</u>

לפי נוסחא 7.15 ב[{{lab}}4/App_4.pdf#page=5 נספח], הזרם בליבה הוא המנה של ההספק הפעיל והמתח על הראשוני:

<math>I_c=\frac{P_c}{E_1}</math>

בנוסחא 7.13 ב[{{lab}}4/App_4.pdf#page=4 נספח] מחשבים את המתח על הראשוני כפונקציה של המתח הנמדד V<sub>0</sub>:

<math>E_1=V_0\angle0^\circ-(I_0\angle\varphi)(R_1+jX_1)</math>

אך אם נניח שהעכבה של הראשוני קטנה בהרבה מהעכבה של הליבה, כלומר:

<math>R_c||jX_m\gg R_1+jX_1</math>

נוכל להניח שהמתח הנמדד והמתח על הליבה המגנטית (הצד הראשוני) הם זהים:

<math>E_1=V_0</math>

נציב את זה בנוסחא 7.15 ונקבל:

<math>I_c=\frac{P_c}{V_0}</math>

נשלוף לפי נוסחא אחרת ב-7.15 את הזרם המגנטי:

<math>I_m=\sqrt{I_0^2-I_c^2}</math>

נציב את זרם הליבה I<sub>c</sub> שיצא לנו קודם:

<math>I_m=\sqrt{I_0^2-\Big(\frac{P_c}{V_0}\Big)^2}</math>

נשתמש בעוד נוסחא ב-7.15 לחישוב היגב סליל ההשראה בראשוני, ונציב בה את המתח שמצאנו קודם:

<math>X_m=\frac{E_1}{I_m}=\frac{V_0}{I_m}</math>

ונציב את הזרם המגנטי שיצא לנו:

<math>X_m=\frac{V_0}{\sqrt{I_0^2-\Big(\frac{P_c}{V_0}\Big)^2}}=\frac{V_0}{\sqrt{I_0^2-\frac{P_c^2}{V_0^2}}}=\frac{V_0}{\sqrt{\frac{I_0^2\cdot V_0^2-P_c^2}{V_0^2}}}=\frac{V_0}{\frac{1}{V_0}\cdot\sqrt{I_0^2\cdot V_0^2-P_c^2}}</math>

ונקבל:

<math>X_m=\frac{V_0^2}{\sqrt{I_0^2\cdot V_0^2-P_c^2}}=\frac{V_0^2}{\sqrt{\big(I_0\cdot V_0\big)^2-P_c^2}}</math>

נזכור שנוסחת ההספק המדומה S היא מכפלת הזרם והמתח:

<math>S=V_0\cdot I_0</math>

נציב:

<math>X_m=\frac{V_0^2}{\sqrt{S_0^2-P_c^2}}</math>

כמו-כן נזכור את משולש ההספקים, עליו קראנו ב[[משולש הספקים|נספח]]:

<math>S^2=Q^2+P^2</math>

ולכן, ההספק העיוור הוא:

<math>Q=\sqrt{S^2-P^2}</math>

נציב בנוסחת ההיגב המגנטי:

<math>X_m=\frac{V_0^2}{Q}=\omega L_m</math>

כלומר ניתן לחשב את גודל סליל ההשראה של הראשוני:

<math>L_1=L_m=\frac{V_0^2}{\omega Q}</math>

<u>הערת ביניים</u>: לווידוא התוצאה אנו רואים שהעכבה של L<sub>1</sub> שהיא &omega;L<sub>1</sub> שווה לריבוע המתח על הסליל חלקי ההספק עליו - לכן אנו יודעים שקיבלנו כאן תוצאה נכונה.


בנוסף, אנו יודעים את הקשר בין יחס ההשנאה וההשראויות בהתאם ל[[מדידות בשנאי הספק#יחס השנאה|שאלת הכנה של יחס השנאה]]:

<math>a=\sqrt{\frac{L_2}{L_1}}</math>

נשלוף את גודל ההשראות של הצד-השניוני:

<math>a^2=\frac{L_2}{L_1}</math>

<math>L_2=a^2 L_1</math>

ועכשיו נשתמש בנוסחת ההשראות ההדדית:

<math>M=k\sqrt{L_1\cdot L_2}</math>

נניח שמקדם הצימוד k הוא 1 ולכן:

<math>M=\sqrt{L_1\cdot L_2}</math>

נציב את L<sub>2</sub> ונקבל:

<math>M=\sqrt{L_1\cdot a^2 L_1}=\sqrt{L_1^2\cdot a^2}=a L_1</math>

נציב את L<sub>1</sub> ונקבל:

<math>M=a \frac{V_0^2}{\omega Q}</math>

נחזיר ל-Q את ערכי המדידה כדי שיהיה קל יותר לחשב, נפתח את &omega;, ונקבל את הנוסחא לחישוב <u>ההשראות ההדדית</u> ע"י ניסוי ריקם:

<math>M=\frac{a\cdot V_0^2}{2\pi f \sqrt{\big(I_0\cdot V_0\big)^2-P_c^2}}\,[H]</math>

כאשר:
* ההספק הפעיל הנמדד ע"י ה[[מד הספק]] נקרא P<sub>c</sub>
* מתח הריקם אשר נמדד ע"י ה[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]] נקרא V<sub>0</sub>
* זרם הריקם אשר נמדד ע"י ה[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]] נקרא I<sub>0</sub>
* תדר f הוא תדר רשת-החשמל בארץ 50Hz
* יחס-ההשנאה a נמצא בסעיף [[#מדידת תמסורת הליפופים (יחס השנאה)|יחס השנאה]], <u>חשוב מאוד</u>:
*# יש לשים לב האם יחס ההשנאה חושב לפי הראשוני ביחס לשניוני או להיפך.
*# בסעיף הנוכחי a חושב בתור השניוני חלקי הראשוני.
*# בסעיף [[#מדידת תמסורת הליפופים (יחס השנאה)|יחס השנאה]] חישבנו את a בתור הראשוני חלקי השניוני.
*# לכן a אמור להיות כאן ההופכי של a אשר מצאנו בסעיף [[#מדידת תמסורת הליפופים (יחס השנאה)|יחס השנאה]].

{{Signature}}

== ניסוי קֶצֶר ==
[[File:ShortCircuitTestLab4.svg|thumb|left|upright=3|<figure id="fig:shorttest"><caption>מערך מדידה לניסוי קצר</caption> כפי שרואים ב<xr id="fig:transcheck"/> רק עם יציאות out<sub>1</sub> ו-out<sub>4</sub> מקוצרות (רואים בקו-מקווקוו בצבע אדום)</figure>]]
=== מטרת הסעיף ===
מדידת הפסדי-הנחושת (החוטים), כיוון שהמתח מאוד נמוך בקצר ולכן הפסדי הליבה יהיו זניחים.

=== הוראות ===
# השתמשו במעגל ב<xr id="fig:transcheck"/> אשר הרכבתם בסעיף הקודם.
# <u>חשוב מאוד</u>: להוריד את מתח הוואריאק לאפס וולט.
# קצרו את ליפוף הסליל המשני (השקול), כלומר לחבר את Out1 ל-Out4 באמצעות בננה, בנוסף לקצר בין Out2 ל-Out3 שאמור להיות כבר מחובר, כפי שרואים ב<xr id="fig:shorttest"/>.
# העלו <u>באיטיות ובזהירות</u> את מתח הוואריאק עד שתגיעו <u>לזרם הנקוב</u> בראשוני (A<sub>0</sub>&nbsp;=&nbsp;0.5A). <u>שימו לב!</u> בניסוי קצר הזרם בסליל הראשוני יגיע לערכו הנומינלי במתח נמוך, אחרת כנראה הפיוז שלכם שרוף ויש לקרוא למדריך.
# רשמו את הקריאות בהתאם לטבלה.
# כדי לראות את ההספק-המדומה והתדר יש ללחוץ על כפתור Watt/VA (הכפתור בצד ימין למטה של המסך).
# צלמו תמונה של ה[[מד הספק#מד הספק ספרתי חד-מופעי|מד-הספק]] כפי שרואים ב<xr id="fig:watt_image"/>.

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! מדד
! ערך [יחידות]
|-
| מתח (ב[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]])
|
|-
| זרם (ב[[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]])
|
|-
| הספק-פעיל P
|
|-
| הספק-מדומה S
|
|-
| תדר
|
|-
| קוסינוס תטא
|
|}
{{Signature}}

== הזנת השנאי ע"י מקור מתח ==
[[File:TransformerScope.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:transcope"><caption>מערך לתצוגת צורות גל השנאי על משקף התנודות</caption></figure>]]
[[File:VoltageVsCurrentTransformer.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:IVtrans"><caption>מתח וזרם של שנאי-הספק</caption>. הגרף הירוק מציין את המתח והוא מקדים בכ-80&deg; את הגרף הצהוב אשר מציין את הזרם דרך השנאי</figure>]]
=== מטרת הסעיף ===
לראות את צורת האותות בשנאי באמצעות [[משקף תנודות]].

=== הוראות ===
# נא לוודא שמוצא השנאי אינו מקוצר עדיין מהסעיף הקודם.
# הרכיבו את המעגל המתואר ב<xr id="fig:transcope"/>.
# כוונו את נגד R<sub>1</sub> לערך מירבי של 300&Omega;.
# חברו את אדמת ערוץ 1 של ה[[משקף תנודות|סקופ]] בנקודה T<sub>1</sub> ואת הפלוס בנקודת החיבור בין הנגד R<sub>1</sub> ושנאי-הבידוד, כך ניתן לראות את הזרם דרך הסליל הראשוני (מפל המתח על R<sub>1</sub>).
# חברו את אדמת ערוץ 2 של ה[[משקף תנודות|סקופ]] באותה נקודה כמו האדמה של ערוץ 1 (T<sub>1</sub>) ואת הפלוס בנקודה T<sub>2</sub>.  כך ניתן לראות את מפל המתח על הסליל הראשוני.
# כוונו את ערוץ 1 למצב Invert כיוון שהוא מחובר בניגוד לכיוון הזרם בחוג, אמורים לראות <span style="text-decoration: overline">גג מעל הספרה 1</span> בצד שמאל למעלה של המסך כפי שרואים ב<xr id="fig:IVtrans"/>.
# העלו את המתח הראשוני כך שתתאפשר מדידתו בעזרת ה[[משקף תנודות]].
# עכשיו ניתן לראות גרף של המתח על הסליל בו-זמנית עם הזרם העובר דרכו, כפי שרואים ב<xr id="fig:IVtrans"/>.
# לשים לב שהמתח על הסליל אמור להקדים ב-90&deg; את הזרם דרכו, כלומר המתח צריך להיות מצד שמאל של הזרם, והשיא של המתח אמור להיות על האפס של הזרם.
# הוסיפו ב[[משקף תנודות|סקופ]] את המדידות הבאות:
#* המתח-היעיל של ערוץ 1 - הזרם דרך הסליל הראשוני.
#* המתח-היעיל של ערוץ 2 - המתח על הסליל הראשוני.
#* הפרש-המופע בין ערוץ 1 ו-2 (ולא בין 1 ל-1 או 2 ל-2 אשר תמיד ייתן אפס מעלות הפרש).
# [[משקף תנודות#שמירת תמונת משקף-התנודות|שימרו את התמונה]].
{{Signature}}

== הצגת אופיין ההסטרזיס ומציאת עקום המגנוט הנורמלי ==
[[File:HysteresisCheck.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:hysteresis"><caption>מעגל למציאת חֶשֶׁל מַגְנֵטִי</caption></figure>]]
[[File:BadHystSnapshot.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:badhyst"><caption>תמונת אופיין חשל-מגנטי מאוד גרועה</caption> אשר נלקחה באמצעות [[wikipedia:he:דיסק און קי|הֶחְסֵן נַיָּד]] או באמצעות לחיצה על Stop ב[[משקף תנודות]], לכן עבור מקרים כאלו רצוי לעבוד עם [[משקף תנודות#שמירה דרך הרשת|שמירה דרך הרשת]] או אפילו מצלמה חיצונית</figure>]]
[[File:Hist30k15V.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:hyst15v"><caption>אופיין חשל-מגנטי ברוויה</caption> אשר מתבטאת בפינות החדות. מתח הכניסה הוא 15V ללא עומס</figure>]]
[[File:Hyst30kCamera.jpg|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:hystcam"><caption>צילום באמצעות מצלמה של אופיין חשל-מגנטי</caption> כדי שהגרף לא ייקטע כתוצאה מגורם אינטגרציה נמוך מדי</figure>]]
[[File:Hyst30kOverload400Ohm5Vin.png|thumb|left|upright=2|<figure id="fig:hyst5vload"><caption>אופיין חשל מגנטי עם נגד 30k ומתח כניסה 5V ועומס של 400 אוהם</caption></figure>]]
=== מטרת הסעיף ===
הצגת אופיין-חשל B-H על מסך ה[[משקף תנודות]] אשר מראה את איכות השנאי (עם דגש על הליבה שלו).

=== הוראות ===
# קבעו ערך נמוך לנגד R<sub>1</sub>, של בסביבות 10&Omega; - מידדו זאת באמצעות [[רב-מודד ספרתי|רמ"ס]].
# חברו את המעגל המתואר ב<xr id="fig:hysteresis"/>, <u>ללא הנגד R<sub>3</sub></u>.
# קבעו את ערכו של הנגד (דקאדה) R<sub>2</sub> בהתאם לתנאי &omega;RC>>1.
#* נגדיר ש-&omega;RC גדול בסדר-גודל אחד מ-1, כלומר הוא שווה בערך ל-10.
#* הקבל C מוגדר לפי <xr id="fig:hysteresis"/> על 1&mu;F (לשים 0.9999&mu;F בחלק מהדקאדות) ותדר רשת-החשמל הארצית הוא 50 הרץ.
#* לכן הנגד (דקאדה) R<sub>2</sub> צריך להיות בערך 30k&Omega;
# כוונו את הוריאק למצב מינימום.
# חברו את אדמת ה[[משקף תנודות]] של בחון ערוץ 1 בנקודה T<sub>1</sub>, ואת הפלוס שלו בנקודה X (כלומר לחבר את ערוץ 1 על הריאוסטט R<sub>1</sub>).
# חברו את אדמת ה[[משקף תנודות]] של בחון ערוץ 2 בנקודה אשר בין הקבל C והנגד R<sub>2</sub>, ואת הפלוס שלו בנקודה Y (כלומר לחבר את ערוץ 2 על הקבל).
# לוודא שאף-אחד מהערוצים לא במצב Invert ע"י בדיקה שאין סמל של <span style="text-decoration: overline">גג</span> מעל מספרי הערוץ בצד שמאל למעלה של מסך ה[[משקף תנודות]]. במידה והמעגל מחובר היטב אך עדיין הגרף הופכי (הולך שמאלה) - יש לעשות Invert לערוץ ה-Y כיוון שהשנאי מהפך מופע - לעשות אך ורק באישור המדריך.
# לעבור ב[[משקף תנודות]] למצב X-Y ע"י לחיצה על כפתור <code>Horiz</code>.
# העלו את מתח הוריאק עד שתבחינו בבירור ברוויה כפי שרואים ב<xr id="fig:hyst15v"/>, <font color="red"><u>'''הקפידו לא לעבור את הזרם הנקוב'''</u></font> (0.5A).
# שימרו את אופיין-החשל המתקבל על מסך ה[[משקף תנודות|סקופ]] עבור 3 מתחי-מקור, בקפיצות של 5V, בהתאם לטבלה.
# <u>הערות לגבי השמירה</u>:
#* לא תמיד ניתן לתפוס את הגל במסך ה[[משקף תנודות]] כפי שרואים ב<xr id="fig:badhyst"/>, לכן לא רצוי לשמור באמצעות כונן-אצבע אשר לא יודעים מה נשמר שם וגם לא עם אופציית Stop ב[[משקף תנודות|סקופ]] אשר עוצרת את התמונה.
#* רצוי [[משקף תנודות#שמירה דרך הרשת|לשמור דרך הרשת]] כדי לוודא שאכן נשמרה תמונה איכותית כפי שרואים ב<xr id="fig:hyst15v"/> וב<xr id="fig:hyst5vload"/>, אין בעיה שהגרף ייחתך קצת אך חשוב לוודא שהקצוות לא נעלמו כיוון שקשה יותר לעשות להם אינטרפולציה מאשר לחלקים המרכזיים של הגרף.
#* בנוסף, במקרה זה רצוי <u>גם</u> [[משקף תנודות#צילום|לצלם באמצעות הטלפון הנייד]] כפי שרואים ב<xr id="fig:hystcam"/> כדי שיהיה לנו גיבוי למקרה שהתמונות הקודמות לא יצאו טוב.
# הסבירו מה יקרה אם לא יתקיים התנאי &omega;RC&nbsp;>>&nbsp;1 (התשובה המלאה ב[[מדידות בשנאי הספק#חשל מגנטי|דו"ח המכין]]).
# חזרו על הסעיף כאשר השנאי מועמס ע"י <u>ריאוסטט</u> של R<sub>3</sub>&nbsp;=&nbsp;400&Omega;, כפי שרואים ב<xr id="fig:hyst5vload"/>. האם מתקבלת רוויה בעקומת ההיסטרזיס? הסבירו תופעה זו.

{| class="wikitable" style="text-align: center;"
|-
! R<sub>3</sub>
! מתח V<sub>1</sub> רצוי
! מתח V<sub>1</sub> מצוי
! זרם [A]
! מס' איור ב[[משקף תנודות|סקופ]]
|-
| rowspan="3" | &infin;

(נתק)
| 5V
|
|
|
|-
| 10V
|
|
|
|-
| 15V
|
|
|
|-
| rowspan="3" | 400&Omega;
| 5V
|
|
|
|-
| 10V
|
|
|
|-
| 15V
|
|
|
|}
{{Signature}}

= הערות ומסקנות – דו"ח מסכם =
# רשמו בצורה מסודרת וברורה את כל תוצאות המדידות שביצעתם והסבירו בקצרה את משמעותן.
# השוו את התוצאות לתאוריה ולחישוביכם היכן שהדבר אפשרי.
# על סמך המדידות שביצעתם, חשבו את כל פרמטרי מעגל התמורה של השנאי.
# חשבו את M מניסוי-ריקם וממדידות הקוטביות והשוו ביניהם.