ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટમાં ફેરોસોનન્સ

1907 માં, ફ્રેન્ચ એન્જિનિયર જોસેફ બેથેનોટે એક લેખ "ઓન રેઝોનન્સ ઇન ટ્રાન્સફોર્મર્સ" (સુર લે ટ્રાન્સફોર્મેચર? રેઝોનન્સ) પ્રકાશિત કર્યો હતો, જ્યાં તેણે પ્રથમ વખત ફેરોસોનન્સની ઘટના તરફ ધ્યાન દોર્યું હતું.

સીધો જ, 13 વર્ષ પછી, ફ્રેંચ એન્જિનિયર અને ઈલેક્ટ્રીકલ ઈજનેરી શિક્ષક પૌલ બાઉચેરો દ્વારા "ધ એક્સિસ્ટન્સ ઓફ ટુ રેજીમ્સ ઓફ ફેરોરેસોનન્સ" (Öxistence de Deux Régimes en Ferroresonance) શીર્ષક ધરાવતા તેમના 1920ના લેખમાં "ફેરોરેસોનન્સ" શબ્દની રજૂઆત કરવામાં આવી હતી. બાઉચેરોએ ફેરોસોનન્સની ઘટનાનું વિશ્લેષણ કર્યું અને બતાવ્યું કે કેપેસિટર, રેઝિસ્ટર અને નોનલાઇનર ઇન્ડક્ટર ધરાવતા સર્કિટમાં બે સ્થિર રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીઝ છે.

તેથી, ફેરોસોનન્સની ઘટના સર્કિટના સર્કિટમાં પ્રેરક તત્વની બિનરેખીયતા સાથે સંબંધિત છે... ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટમાં જે બિનરેખીય રેઝોનન્સ થઈ શકે છે તેને ફેરોસોનન્સ કહેવામાં આવે છે, અને તેની ઘટના માટે તે જરૂરી છે કે સર્કિટમાં બિનરેખીય હોય. ઇન્ડક્ટન્સ અને સામાન્ય કેપેસીટન્સ.

દેખીતી રીતે, રેખીય સર્કિટમાં ફેરોસોનન્સ સંપૂર્ણપણે સહજ નથી. જો સર્કિટમાં ઇન્ડક્ટન્સ રેખીય હોય અને કેપેસીટન્સ બિનરેખીય હોય, તો ફેરોસોનન્સ જેવી જ ઘટના શક્ય છે.ફેરોસોનન્સની મુખ્ય લાક્ષણિકતા એ છે કે વિક્ષેપના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, આ બિનરેખીય પડઘોના વિવિધ મોડ દ્વારા સર્કિટની લાક્ષણિકતા છે.

ઇન્ડક્ટન્સ બિન-રેખીય કેવી રીતે હોઈ શકે? મુખ્યત્વે એ હકીકતને કારણે ચુંબકીય સર્કિટ આ તત્વ એવી સામગ્રીથી બનેલું છે જે ચુંબકીય ક્ષેત્ર પર બિનરેખીય રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે. સામાન્ય રીતે કોરો ફેરોમેગ્નેટ અથવા ફેરીમેગ્નેટના બનેલા હોય છે અને જ્યારે પૌલ બાઉચેરો દ્વારા "ફેરોમેગ્નેટ" શબ્દ રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે ફેરીમેગ્નેટિઝમનો સિદ્ધાંત હજી સંપૂર્ણ રીતે રચાયો ન હતો અને આ પ્રકારની તમામ સામગ્રીને ફેરોમેગ્નેટ કહેવામાં આવતી હતી, તેથી "ફેરોમેગ્નેટ" શબ્દનો ઉદ્ભવ થયો. બિન-રેખીય ઇન્ડક્ટન્સ સાથે સર્કિટમાં રેઝોનન્સની ઘટના.

ફેરોસોનન્સ સંતૃપ્ત ઇન્ડક્ટન્સ સાથે રેઝોનન્સ લે છે... પરંપરાગત રેઝોનન્ટ સર્કિટમાં, કેપેસિટીવ અને ઇન્ડક્ટિવ રેઝિસ્ટન્સ હંમેશા એકબીજાની સમાન હોય છે, અને ઓવરવોલ્ટેજ અથવા ઓવરકરન્ટ થવાની એકમાત્ર શરત એ છે કે રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીને મેચ કરવા માટે ઓસિલેશન્સ, આ માત્ર છે. આવર્તનનું સતત નિરીક્ષણ કરીને અથવા સક્રિય પ્રતિકારનો પરિચય કરીને એક સ્થિર સ્થિતિ અને અટકાવવા માટે સરળ.

ફેરોસોનન્સ સાથે પરિસ્થિતિ અલગ છે. પ્રેરક પ્રતિકાર કોરમાં ચુંબકીય પ્રવાહની ઘનતા સાથે સંબંધિત છે, ઉદાહરણ તરીકે ટ્રાન્સફોર્મરના આયર્ન કોરમાં, અને સંતૃપ્તિ વળાંકના સંદર્ભમાં પરિસ્થિતિના આધારે મૂળભૂત રીતે બે પ્રેરક પ્રતિક્રિયાઓ પ્રાપ્ત થાય છે: રેખીય પ્રેરક પ્રતિક્રિયા અને સંતૃપ્તિ ઇન્ડક્શન પ્રતિક્રિયા .

તેથી ફેરોસોનન્સ, RLC સર્કિટમાં રેઝોનન્સની જેમ, બે મુખ્ય પ્રકારો હોઈ શકે છે: પ્રવાહોનું ફેરોસોનન્સ અને વોલ્ટેજનું ફેરોસોનન્સ... શ્રેણીમાં ઇન્ડક્ટન્સ અને કેપેસીટન્સને જોડતી વખતે, સમાંતર જોડાણ સાથે, વોલ્ટેજના ફેરોસોનન્સનું વલણ હોય છે. પ્રવાહોનું અનુમાન. જો સર્કિટ ખૂબ જ ડાળીઓવાળું છે, ત્યાં જટિલ જોડાણો છે, તો આ કિસ્સામાં તે ખાતરીપૂર્વક કહેવું અશક્ય છે કે તેમાં પ્રવાહો અથવા વોલ્ટેજ હશે કે કેમ.

ફેરોસોનન્ટ મોડ મૂળભૂત, સબહાર્મોનિક, અર્ધ-સામયિક અથવા અસ્તવ્યસ્ત હોઈ શકે છે…. મૂળભૂત મોડમાં, પ્રવાહો અને વોલ્ટેજમાં વધઘટ સિસ્ટમની આવર્તનને અનુરૂપ હોય છે. સબહાર્મોનિક મોડમાં, પ્રવાહો અને વોલ્ટેજની આવર્તન ઓછી હોય છે, જેના માટે મૂળભૂત આવર્તન હાર્મોનિક હોય છે. અર્ધ-સામયિક અને અસ્તવ્યસ્ત સ્થિતિઓ દુર્લભ છે. ફેરોસોનન્ટ મોડનો પ્રકાર જે સિસ્ટમમાં થાય છે તે સિસ્ટમ પરિમાણો અને પ્રારંભિક પરિસ્થિતિઓ પર આધારિત છે.

થ્રી-ફેઝ નેટવર્ક્સની સામાન્ય ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં ફેરોસોનન્સ અસંભવિત છે, કારણ કે નેટવર્ક બનાવે છે તે તત્વોની ક્ષમતા સપ્લાય ઇનપુટ નેટવર્કના ઇન્ડક્ટન્સ દ્વારા ઘટાડવામાં આવે છે.

અનગ્રાઉન્ડ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્ક્સમાં, અપૂર્ણ તબક્કા મોડમાં ફેરોસોનન્સ થવાની શક્યતા વધુ હોય છે. તટસ્થને અલગ પાડવું એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે પૃથ્વીના સંદર્ભમાં નેટવર્કની ક્ષમતા પાવર ટ્રાન્સફોર્મરની શ્રેણીમાં છે અને આવી પરિસ્થિતિઓ ફેરોસોનન્સની તરફેણ કરે છે. ફેરોસોનન્સ માટે અનુકૂળ આવા અપૂર્ણ તબક્કો મોડ ત્યારે થાય છે જ્યારે, ઉદાહરણ તરીકે, તબક્કાઓમાંથી કોઈ એક તૂટે છે, અપૂર્ણ તબક્કાનો સમાવેશ થાય છે અથવા અસમપ્રમાણ શોર્ટ સર્કિટ હોય છે.

વિદ્યુત નેટવર્કમાં અચાનક દેખાતા ફેરોસોનન્સ હાનિકારક છે, તે સાધનોને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.સૌથી ખતરનાક એ ફેરોસોનન્સનો મૂળભૂત મોડ છે, જ્યારે તેની આવર્તન સિસ્ટમની મૂળભૂત આવર્તન સાથે એકરુપ હોય છે. મૂળભૂત આવર્તનના 1/5 અને 1/3 ફ્રીક્વન્સીઝ પર સબહાર્મોનિક ફેરોસોનન્સ ઓછું જોખમી છે કારણ કે પ્રવાહો નાના છે. આમ, પાવર ગ્રીડ અને અન્ય પાવર સિસ્ટમ્સમાં મોટી સંખ્યામાં નિષ્ફળતા ચોક્કસ રીતે ફેરોસોનન્સ સાથે સંબંધિત છે, જો કે શરૂઆતમાં કારણ અસ્પષ્ટ લાગે છે.

વિરામ, જોડાણો, ક્ષણિક, વીજળીનો ઉછાળો ફેરેસોનન્સનું કારણ બની શકે છે. નેટવર્ક ઓપરેશન મોડમાં ફેરફાર અથવા બાહ્ય પ્રભાવ અથવા અકસ્માત ફેરોસોનન્ટ મોડ શરૂ કરી શકે છે, જો કે આ લાંબા સમય સુધી ધ્યાનપાત્ર ન હોઈ શકે.

વોલ્ટેજ ટ્રાન્સફોર્મર્સને નુકસાન વારંવાર ફેરોસોનન્સ દ્વારા ચોક્કસપણે થાય છે, જે તમામ સંભવિત મર્યાદાઓ કરતાં વધુ પ્રવાહોની ક્રિયાને કારણે વિનાશક ઓવરહિટીંગ તરફ દોરી જાય છે. ઓવરહિટીંગને લગતી આવી મુશ્કેલીઓને રોકવા માટે, રેઝોનન્ટ સર્કિટમાં સક્રિય નુકસાનના કાયમી અથવા અસ્થાયી વધારાને લગતા, રેઝોનન્સ અસરને ઘટાડીને તકનીકી પગલાં લેવામાં આવે છે. આવા તકનીકી પગલાં શામેલ છે, ઉદાહરણ તરીકે, જેમાં ટ્રાન્સફોર્મરનું ચુંબકીય સર્કિટ આંશિક રીતે જાડા સ્ટીલ શીટથી બનેલું છે.