Явление резонанса в силовых трансформаторах
Однажды попробовал снизить напряжение, вырабатываемое силовым трансформатором ТС-160, с помощью конденсатора емкостью 10 мкФ, включенного последовательно с первичной обмоткой (рис.1). Каково же было мое удивление, когда вместо ожидаемого уменьшения напряжения получил увеличение, причем в 2 раза!
Позже попробовал маломощный трансформатор от стереомагнитофона и конденсатор емкостью 4 мкФ. Опять получил явление резонанса, но не сразу, пришлось поискать. Через несколько минут работы в резонансном режиме трансформатор пустил дымок, но не сгорел (это был наш трансформатор...). За это время я успел измерить напряжение на конденсаторе и трансформаторе. Оказалось, что сумма этих напряжений превышает сетевое в 4 раза! Следует отдать должное и конденсатору (МБГЧ-1 4 мкФ+10% х 250 В), выдержавшему в процессе эксперимента напряжение 440 В.
Практического применения данному явлению пока не придумал, но вот что интересно. Конденсатор и катушка трансформатора поворачивают фазу переменного напряжения одинаково на 90°, только в разные стороны. Получается, что в месте соединения емкости и индуктивности появляется (рис.2) виртуальный генератор переменного тока, работающий синхронно с головным (сетью). Именно накладка напряжения виртуального генератора на сетевое напряжение и приводит к увеличению амплитуды последнего на конденсаторе и индуктивности (обмотке ТС). Такое поразительное совпадение фаз возможно только с виртуальным генератором. Реальные генераторы, соединенные параллельно, выдают общие напряжение и частоту. Характеристику тока задают более мощные генераторы, а более слабые вынуждены под них подстраиваться, причем подстройка происходит сама собой без постороннего вмешательства. Это удивительное явление резонанса в реальных генераторах заметил "отец кибернетики" Норберт Винер и описал в своей книге "Кибернетика". Это же явление используют для рекуперации электроэнергии ветроэлектростанций, что позволяет использовать ВЭС с максимальной эффективностью.
Ю. Бородатый. Ивано-Франковская обл.
Читайте также: Резонансный усилитель мощности тока промышленной частоты