V. Содержание отчета

5.1. Схема соединений для снятия ВАХ дросселя и конденсатора; таблицу 6.1 и графики U_к(I); U_L(I); U_C(I).

5.2. Формулы, необходимые для расчета параметров дросселя и конденсатора.

5.3. Схема соединений для снятия ВАХ феррорезонансной цепи; таблица 6.2 и графики U_к(I); U_L(I); U_C(I).

5.4. Перечень приборов и оборудования, используемых в работе.

VI. Контрольные вопросы

6.1 В какой цепи возможен феррорезонанс напряжения?

6.2 Что является условием феррорезонанса напряжения?

6.3 Каким образом возможно добиться режима феррорезонанса напряжений?

6.4 Является ли индуктивность дросселя величиной постоянной?

6.5 Какую реакцию имеет феррорезонансный последовательный контур до резонанса? После резонанса?

6.6 Что означает понятие «опрокидывание фазы» для исследуемой цепи?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

ФЕРРОРЕЗОНАНС ТОКОВ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является экспериментальное исследование явления феррорезонанса токов.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Феррорезонанс токов возможен в цепи с параллельным соединением катушки индуктивности с замкнутым ферромагнитным сердечником и конденсатора (Рис.7.1)

Рис. 7.1

Явление феррорезонанса токов определяется взаимной компенсацией реактивных составляющих токов нелинейной катушки I_к и линейной емкости I_с. Из-за нелинейного характера кривой намагничивания сердечника катушки изменяется ее реактивное сопротивление при изменении тока, протекающего через катушку из-за изменения приложенного к ней напряжения.

Следует отметить, что нелинейность катушки приводит к искажению формы кривой тока в ней I_к и общего тока I. Но так как амперметры электромагнитной системы измеряют действующее значение тока эквивалентной синусоиды, то при исследовании явления феррорезонанса токов принимают что в катушке и неразветвлённой цепи ток имеет синусоидальный характер.

Режим феррорезонанса токов имеет соответствующую вольт-амперную характеристику (Рис.7.2).

Рис. 7.17

Эта кривая построена по двум вольт-амперным характеристикам (ВАХ):

– I_к(U) – ВАХ дросселя; I_с(U) – ВАХ конденсатора.

На оси абсцисс отложены значения тока, а не напряжения, для простоты дальнейших построений. Результирующий ток I можно найти, сложив алгебраически токи I_к и I_с:

Режим феррорезонанса токов наступит при равенстве реактивной составляющей тока в катушке I_L и тока в конденсаторе I_с (см. т. Ф на рис.7.2):

I_{L =} I_с .

Как это следует из ВАХ на рис. 7.2, при малых токах (I<I_A) реакция цепи имеет активно-ёмкостной характер. Если параллельный контур питать от источника тока, то при I=I_A происходит скачок напряжения и реакция цепи меняется на активно-индуктивную. После точки феррорезонанса напряжение на контуре плавно возрастает пропорционально входному току. При уменьшении тока до I_В имеет место обратный скачок напряжения с обратным опрокидыванием фазы.Ток катушки I_к, помимо реактивной составляющей I_L, содержит активную составляющую, поэтому в режиме феррорезонанса ток имеет ненулевое значение.

В данной лабораторной работе исследуемая параллельная феррорезонансная цепь питается от источника напряжений, поэтому при плавном повышении напряжения от 0 рабочая точка пройдет плавно по всем участкам ВАХ схемы: 0-А'-А''-А- В'- В''.