Завдання для учбово-дослідницької роботи

1. Скласти схему найпростішого стабілізатора напруги, що включає паралельний ферорезонансний контур.

2. Зібрати коло стабілізатора відповідно до складеної схеми.

3. Зняти характеристику ненавантаженого стабілізатора, побудувати її графік і по ньому визначити критичне значення вхідної напруги ,з якого починає проявлятися ефект стабілізації. Визначити коефіцієнт стабілізації.

4. Підключити до виходу стабілізатора активне навантаження і для двох-трьох значень R зняти характеристику ; обчислити коефіцієнт стабілізації. Порівняти результати дослідів і розрахунків, проведених в пп.3 і 4 і зробити виводи.

Методичні вказівки

Котушка з феромагнітним осердям являє собою нелінійний елемент. Крива намагнічування матеріалу осердя має вигляд, показаний на рис.43.3.

Якщо змінити масштаб по осі B в S разів (S - площа поперечного перетину магнітопровода), а по осі H в l раз (l - довжина середньої лінії магнітопровода), то ця ж крива може розглядатися як вебер-амперна характеристика котушки з феромагнітним осердям ; ; I (w - число витків котушки). Нелінійний зв'язок між потоком і струмом говорить про те, що індуктивність котушки з феромагнітним осердям не є постійною величиною. Магнітний потік Ф і напруга на затискачах котушки, у якої відсутні активні втрати, зв'язані співвідношенням . При зміні напруги змінюється зчеплений з котушкою магнітний поток і, отже, індуктивність котушки.

Якщо котушку з феромагнітним осердям і конденсатор з'єднаємо паралельно, то в складеному контурі при плавній зміні напруги може наступити резонанс внаслідок взаємної компенсації реактивних складових струмів котушки й конденсатора, це явище одержало назву ферорезонанса струмів.

У вітці, що містить котушку з феромагнітним осердям, при синусоїдній напрузі джерела живлення струм несинусоїдний. У вітці з конденсатором він змінюється за синусоїдним законом. Тому резонансний режим можливий для тієї з гармонік несинусоїдного струму у вітці з котушкою, що збігається із частотою синусоїдного струму в вітці з конденсатором.

Щоб можна було досягти ферорезонансу для основної гармоніки струму котушки і конденсатора, необхідно, щоб вольт-амперні характеристики котушки з феромагнітним осердям і конденсатора перетиналися.

Якщо припустити, що струм у котушці синусоїдний і в паралельному ферорезонансному контурі відсутні активні втрати, вольт-амперні характеристики для кола рис. 43.1 і його індуктивної і ємнісної вітки будуть мати вигляд, показаний на рис. 43.4. Точка а відповідає резонансу струмів.

У дійсності, в результаті наявності вищих гармонік у струмі котушки, а також активних втрат у колі внаслідок недосконалості конденсатора й котушки вольт-амперна характеристика всього кола буде мати вигляд, зображений на рис.43.5.

Якщо паралельний ферорезонансний контур живити від джерела струму, то при плавному збільшенні струму спостерігаються стрибки напруги (із точки n у точку n’). При зменшенні струму напруга стрибком переходить від величини, що характеризується точкою m у точку m’.

Стрибкоподібні зміни напруги на контурі при зміні струму джерела живлення, що супроводжуються зміною знака кута зсуву фаз між основними гармоніками струму і напруги в колі, отримали назву тригерного ефекту.

[1, с.97,98, 102-105; 2, с.660-663].