temat:

Ferrorezonans

Wprowadzenie

Dokadna analiza obwodów zawierajcych szeregowe lub równolege poczenie dawika o rdzeniu ferromagnetyczny oraz kondensatora, jest utrudniona bo nieznamy ani przebiegu prdu w dawiku, ani napicia na jego zaciskach. Gówn rol odgrywaj w tych przypadkach harmoniczne podstawowe prdów i napi, upraszczamy wic w znaczny stopniu badanie tych obwodów traktujc dawik ferromagnetyczny jako element nieliniowy tylko w odniesieniu do wartoci skutecznych.

Zjawisko skokowych zmian fazy i amplitudy podstawowej harmonicznej prdu przy pynnej zmianie napicia w szeregowym poczeniu kondensatora z dawikiem rdzeniowym nazywamy ferrorezonasem napi,

natomiast zjawisko skokowych zmian napicia na równolegle poczonych elementach (dawik rdzeniowy ,kondensator) przy pynnej zmianie prdu nazywamy ferrorezonasem prdów.

Ukady pomiarowe

0x01 graphic
0x01 graphic

a) ferrorezonans napi b) ferrorezonans prdów

Tabela pomiarowa

Ferrorezonans napi

Ferrorezonans prdów

lp.

I

U

Ul

Uc

U

I

Il

Ic

A

V

V

V

V

mA

mA

mA

1

0,05

10

11,2

1,6

5

0

22

37

2

0,05

15

16,7

2,1

10

40

45

88

3

0,06

20

22,5

2,8

15

70

73

136

4

0,07

25

128,2

3,5

20

90

113

184

5

0,09

30

34,3

4,3

22

90

134

203

6

0,12

35

41

6,2

24

90

162

221

7

0,15

40

49

9,3

26

90

197

241

8

1,64

43

102,8

144,3

28

100

234

259

9

1,68

45

103,2

146,7

29

10

267

270

10

1,76

50

104,3

152,9

30

120

293

277

11

1,72

47

103,7

149,5

33

180

393

304

12

1,68

45

103,2

147,1

36

280

532

333

13

1,64

43

102,9

144,6

39

440

728

362

14

1,6

40

102,3

140,9

42

690

1000

394

15

1,44

35

101

134,5

45

1050

1400

424

16

1,44

30

100,1

128,1

50

1940

2300

473

17

1,36

25

99

122,2

18

1,34

20

97,5

115,1

19

1,2

15

96

107,3

20

1,2

10

93

93,2

21

0,05

10

11,9

1,7

Wykaz uytych urzdze pomiarowych

Woltomierze :

- elektromagnetyczny - klasy 0,5 nr. 28 nr. 27

- miernik cyfrowy Mefex - nr. 367 nr. 407 nr. 408

Amperomierze :

- elektromagnetyczny - klasy 0,5 - nr. 32

- miernik cyfrowy Metex - nr. 367 nr. 407 nr. 408

Charakterystyki

0x01 graphic

0x01 graphic

Wnioski

Jak wiadomo zjawisko ferrorezonansu w obwodzie zawierajcym szeregowo poczony kondensator i cewk nawinit na rdzeniu (dawik), powinno spowodowa spadek napicia w obwodzie do zera. Jednak, z otrzymanej charakterystyki wynika, e tak nie jest, tzn. pozostaje pewne napicie szcztkowe, pomimo zajcia zjawiska - dowodem jest przecicie si charakterystyk UL(I) i UC(I). Przyczyn istnienia tego napicia jest rezystancja uzwojenia cewki i straty wiroprdowe i histerezowe w jej rdzeniu, które naley uwzgldni w obwodzie rzeczywistym. Na utrudnienie i niedokadno opisu zjawiska miao wpyw korzystanie z wymuszenia napiciowego. Pomiary musiay zosta wykonane raz przy zwikszaniu napicia wymuszajcego, do momentu gwatownego wzrostu prdu w obwodzie, a drugi raz przy zmniejszaniu napicia wymuszajcego, do momentu gwatownego spadku prdu w obwodzie (rezonans). Sposób ten nie daje jednak informacji o pewnej czci powstaej charakterystyki tzn. tej pomidzy gwatownymi zmianami prdu w obwodzie. Ponadto, naga zmiana prdu w obwodzie przy zmniejszaniu napicia wymuszajcego, powinna nastpi dla napicia, przy którym nastpuje przecicie si charakterystyk UL(I) i UC(I). Z uzyskanych wyników wida, e punkty te s nieco przesunite wzgldem siebie. Wpyw na to mogy mie bdy wynikajce z niedokadnoci odczytu wartoci wskazywanych przez mierniki, zmiany czstotliwoci obwodu zasilajcego.

Wymuszenie napiciowe, podczas badania ferrorezonansu prdów, dao informacj o caej wypadkowej zalenoci U(I). Zajcie tego zjawiska teoretycznie miao si objawi spadkiem prdu w obwodzie do zera. Jednak osignite przez ten prd minimum, w momencie zajcia zjawiska, jest wiksze od zera. Tutaj take wpyw na to miaa rezystancja cewki i straty na jej rdzeniu.

Zjawisko ferrorezonasu miedzy innymi wykorzystuje si w bezstykowym przeczniku i w stabilizatorze napicia. Bardzo czsto jednak ferrorezonas jest zjawiskiem szkodliwym, szczególnie w ukadach elektroenergetycznych.