LABORATORIUM PODSTAW ELEKTROTECHNIKI	Politechnika Radomska Wydział Transportu
Temat ćwiczenia: Ferrorezonans napięć i prądów	Ćwiczenie nr:...............
Zespół nr:............. Grupa:.................. Dnia:.................... Rok akad.:.............	Skład zespołu: 1 Wojciech Minda 2 Michał Szuchnik 3 Krzysztof Trzeszczyński 4 Cezary Wrochna

1 . WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI PRĄDOWO -NAPIECIOWEJ DŁAWIKA .

U [V]	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
I [A]	0,012	0,017	0,021	0,025	0,030	0,034	0,038	0,042	0,048	0,055
U [V]	110	120	130	140	150	160	170	180	190	200
I [A]	0,062	0,071	0,084	0,098	0,114	0,130	0,15	0,18	0,21	0,25

2. WYZNACZANIE WYPADKOWEJ CHARAKTERYSTYKI PRĄDOWO -NAPIĘCIOWEJ .

Na podstawie wyznaczonej charakterystyki dławika dobrać pojemność kondensatora tak aby zjawisko ferrorezonansu wystąpiło przy możliwie małej wartości napięcia . Następnie w obwodzie przedstawionym poniżej wyznaczyć krzywe ferrorezonansowe.

C=3,65uF

R_L=42Ω

L=750mH

U	V	20	30	40	60	70	80	90	100	90	80	70	60	40	30	20
I	A	0,024	0,03	0,035	0,051	0,32	0,34	0,35	0,37	0,35	0,34	0,32	0,30	0,34	0,029	0,023

U_L - wartości odczytane z charakterystyki wyznaczonej w punkcie pierwszym

U_RL=I×R_L=0,024×42=1,008[V]

$$U_{C} = I \times X_{C} = I \times \frac{1}{2\text{πfC}} = 0,024 \times \frac{1}{2 \times 3,14 \times 50 \times 3,65 \times 10^{- 6}} = 20.94\lbrack V\rbrack$$

Pozostałe obliczenia zrobiliśmy w arkuszu kalkulacyjnym excel a ich wyniki prezentujemy w tabeli:

I [A] +	U [V]	UL	URL	UC
0	0	0	0	0
0,024	20	35	1,008	20,94058
0,03	30	45	1,26	26,17573
0,035	40	50	1,47	30,53835
0,051	60	55	2,142	44,49873
0,06	62	56	2,52	52,35145
0,32	70	57	13,44	279,2077
0,34	80	60	14,28	296,6582
0,35	90	60	14,7	305,3835
0,37	100	70	15,54	322,834

Na podstawie powyższej tabeli narysowalliśny wykres dla elementów idealnych:

Z wykresu wynika ze do warości prądu ok. 0,06A układ ma charakter indukcyjny a powyżej tej wartości zmienia się charakter obwodu na pojemnościowy

Carakterystyka dle elementów rzeczywistych:

Na podstawie wykresu oszacować wartość rezystancji odpowiadającej stratą mocy w uzwojeniu oraz rdzeniu dławika. Narysować na wspólnym wykresie krzywe ferrorezonansu otrzymane z sumowania U_R U_C U_L oraz otrzymane z pomiaru.

Wnioski:

Podczas ćwiczenia wyznaczyliśmy charakterystykę prądowo-napięciową dławika. Indukcyjność własna dławika jest nieliniowa w funkcji płynącego prądu przez uzwojenie. Przy małym prądzie indukcyjność jest duża, lecz w miarę wzrostu prądu płynącego przez dławik rdzeń ulega nasyceniu, co powoduje spadek indukcyjności.

Następnie badaliśmy układ szeregowy LC (+rezystancja własna dławika R_L). W miarę zwiększania napięcia zasilającego, prąd w obwodzie rósł. Przy pewnym napięciu zasilającym nastąpił szybki wzrost prądu w obwodzie, przy czym nastąpiła zmiana charakteru obwodu z indukcyjnego na pojemnościowy. Moment w którym następuje wzrost prądu i zmiana charakteru obwodu nazywamy zjawiskiem przewrotu, które jest charakterystyczne dla ferrorezonansu. Przy połączeniu szeregowym dławika z kondensatorem zachodzi zjawisko ferrorezonansu napięć (przy połączeniu równoległym – zjawisko ferrorezonansu prądów).

Aby nastąpił przewrót, charakterystyki prądowo- napięciowe elementów L i C muszą się przeciąć.

Zjawisko ferrorezonansu napięć różni się od zwykłego rezonansu zachodzącego w obwodzie LC gdyż w tym przypadku regulacji nie dokonujemy poprzez zmianę częstotliwości, lecz przez zmianę wartości napięcia zasilającego.

Przy wyznaczaniu ch-ki U=f(I) obwodu szeregowego należało dokonać pomiarów podczas zwiększania, a następnie podczas zmniejszania napięcia zasilającego. Zwiększając a następnie zmniejszając napięcie zasilające zaobserwowaliśmy zjawisko histerezy magnetycznej.

W miarę zwiększania wartości napięcia zasilającego można było zaobserwować stopniowy wzrost prądu aż do momentu gdy napięcie osiągnęło określoną wartość ( około 68V ) po przekroczeniu której wystąpił gwałtowny skok prąd. Zmniejszając napięcie zaobserwowaliśmy nagły spadek wartości prądu przy napięciu ok. 44V. Zjawisko to zostało przedstawione na charakterystyce prądowo-napięciowej. Charakterystyki rzeczywiste odbiegają od idealnych ( napięcie podczas ferrorezonansu nie jest równe zero ) ze względu na występowanie strat na rezystancji cewki.