Резонанс в цепи переменного тока с нелинейной индуктивностью

Петербургский Государственный Университет
Путей Сообщения

Кафедра ТОЭ

Лабораторная работа № 39

Резонанс в цепи переменного тока
с нелинейной индуктивностью

Выполнил:                                                                                                  студент гр. АТ-403

                                                                                                                           Голованов И.В.

Санкт-Петербург

2005 год

Цель работы: Изучение резонанса в цепи переменного тока, содержащей нелинейную индуктивность

Краткие сведения из теории

Резонансные режимы электрических цепей с нелинейной индуктивностью (они получили название феррорезонанса) используются в стабилизаторах напряжения, бесконтактных реле и других электротехнических устройствах. Впервые явление феррорезонанса было исследовано русским ученым П.Л.Калантаровым.

По электрической цепи, содержащей нелинейную индуктивность и включенной под синусоидальное напряжение, протекает ток несинусоидальной формы. Определение резонанса электрической цепи в данном случае может быть отнесено лишь к какой-либо из гармонических составляющих несинусоидального тока.

Феррорезонансом принято называть режим электрической цепи, содержащей емкость и нелинейную индуктивность (катушку с ферромагнитным сердечником), при котором первая гармоника тока в цепи совпадает по фазе с напряжением на зажимах цепи.

Точный теоретический анализ явления феррорезонанса весьма труден. На практике находит применение упрощенный метод анализа, основанный на представлении несинусоидальных токов и напряжений эквивалентными синусоидами и пренебрежении активными потерями в сердечниках и обмотках катушек. При этом резонансом называют режим, характеризующийся равенством действующих значений напряжений на катушке и конденсаторе.

Феррорезонанс может быть получен любым из способов, применявшихся в цепях с постоянными параметрами (подбором индуктивности, емкости или частоты переменного тока). Однако отличительной и наиболее важной особенностью феррорезонаса является то, что он может быть достигнут изменением напряжения на зажимах цепи. Это обусловлено формой вольтамперной характеристики катушки с ферромагнитным сердечником.

Таблица 1. Вольтамперная характеристика катушки с сердечником

Таблица 2. Результаты наблюдений феррорезонанса напряжений