Ferrorezonans napięć

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie zjawisk zachodzących w układzie dławika i kondensatora połączonych szeregowo lub równolegle.

Zjawisko ferrorezonansu napięć może występować w obwodzie nieliniowym składającym się z połączonych szeregowo: nieliniowego elementu indukcyjnego (dławika) oraz liniowego elementu pojemnościowego (kondensatora). Ferrorezonans napięć podobnie jak rezonans występuje wtedy, gdy U_L = U_C.

Warunkiem powstania ferrorezonansu jest przecięcie się charakterystyk prądowo - napięciowych elementów L i C użytych w obwodzie.

1. Przebieg ćwiczenia

Na sam początek został podłączony układ z dławikiem i odmierzyliśmy prąd który przepływa przez niego oraz napięcie i została wykonana charakterystyka prądowo napięciowa dławika. Zarówno została dobrana dobroć kondensatora na podstawie owej charakterystyki tak aby zjawisko ferrorezonansu wystąpiło przy możliwej małej wartości napięcia.

U [V]	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
I [A]	0,014	0,019	0,023	0,027	0,032	0,037	0,043	0,049	0,057	0,066	0,077
U [V]	130	140	150	160	170	180	190	200	210	220	230
I [A]	0,09	0,105	0,126	0,16	0,187	0,223	0,26	0,309	0,367	0,435	0,51

Na podstawie charakterystyk dobieramy pojemność kondensatora C. Zakładamy, ze charakterystyki przetną się w punkcie U=180V, I=0,187A

C = $\frac{I}{\omega\ U\ }$ = $\frac{0,187}{314*180}$ =3,5 µF

Kolejnie w obwodzie takim jak na schemacie poniżej odmierzony został prąd przepływający przez ten obwód oraz napięcie miedzy początkiem a końcem układu. Za pomocą tych danych zostały narysowane krzywe rezonansowe i oszacowane wartości rezystancji odpowiadającej straty mocy w uzwojeniu i rdzeniu dławika.

U [V]	20	40	60	80	100	103,2	114	124	130	120	102,6	70	60	40	30	25	20	15	10
I [A]	0,021	0,029	0,041	0,059	0,108	0,9	0,917	0,949	0,968	0,935	0,884	0,79	0,746	0,68	0,625	0,023	0,02	0,017	0,013

1. Wnioski i uwagi

W miarę zwiększania wartości napięcia można było zaobserwować stopniowy wzrost prądu, aż do momentu gdy napięcie osiągnęło określoną wartość w ok.103V po przekroczeniu, której nastąpił gwałtowny skok prądu przy bardzo małej zmianie napięcia. Fakt ten może świadczyć, iż nastąpiła zmiana charakteru obwodu z indukcyjnego na pojemnościowy.