Вольтамперная характеристика (ВАХ) катушки с ферромагнитным сердечником

Нелинейные цепи переменного тока

В цепях переменного тока находят широкое применение нелинейные элементы двух типов:

а) Элементы, у которых активное сопротивление величина не постоянная.

б) Элементы, у которых реактивное сопротивление величина не постоянная.

Например, нелинейная емкость – конденсатор, у которого диэлектриком служит сегнетова соль (диэлектрическая проницаемость такого конденсатора зависит от приложенного напряжения) и катушка с ферромагнитным сердечником (индуктивность такой катушки зависит от тока).

Применение таких элементов позволяет осуществить следующие операции: выпрямление тока и напряжения; усиление тока, напряжения, мощности; умножение частоты (путем выделения высших гармоник); генерирование колебаний.

Определим зависимость тока в такой катушке от напряжения:

Следовательно, ток в катушке зависит от магнитной проницаемости вещества.

Зависимость магнитной проницаемости сердечника (μ_а) катушки от тока

а) 0 <U <U₁ (I₁)

При увеличении напряжения, магнитная проницаемость остается постоянной (μ_а=const), следовательно, ток увеличивается линейно и незначительно.

б) U₁(I₁) <U <U₂ (I₂)

При увеличении напряжения, магнитная проницаемость увеличивается, следовательно, ток незначительно возрастает (I≈const).

в) U₂ <U <U

При увеличении напряжения, магнитная проницаемость уменьшается, следовательно, ток резко возрастает.

ВАХ катушки с ферромагнитным сердечником повторяет по форме техническую кривую намагничивания материала сердечника.