ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్లలో ఫెర్రోసోనెన్స్

1907లో, ఫ్రెంచ్ ఇంజనీర్ జోసెఫ్ బెథెనోట్ "ఆన్ రెసొనెన్స్ ఇన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్స్" (సుర్ లే ట్రాన్స్‌ఫార్మేటర్? రెసొనెన్స్) అనే కథనాన్ని ప్రచురించాడు, అక్కడ అతను మొదట ఫెర్రోరోసోనెన్స్ దృగ్విషయం వైపు దృష్టిని ఆకర్షించాడు.

నేరుగా, 13 సంవత్సరాల తరువాత, "ఫెర్రోరెసోనెన్స్" అనే పదాన్ని ఫ్రెంచ్ ఇంజనీర్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ ఉపాధ్యాయుడు పాల్ బౌచెరో తన 1920లో "ది ఎగ్జిస్టెన్స్ ఆఫ్ టూ రెజిమ్స్ ఆఫ్ ఫెర్రోరెసోనెన్స్" (Öxistence de Deux Régimes en Ferroresonance) అనే వ్యాసంలో పరిచయం చేశారు. బౌచెరో ఫెర్రోరోసోనెన్స్ యొక్క దృగ్విషయాన్ని విశ్లేషించారు మరియు కెపాసిటర్, రెసిస్టర్ మరియు నాన్ లీనియర్ ఇండక్టర్‌తో కూడిన సర్క్యూట్‌లో రెండు స్థిరమైన ప్రతిధ్వని పౌనఃపున్యాలు ఉన్నాయని చూపించారు.

కాబట్టి, ఫెర్రోరోసోనెన్స్ యొక్క దృగ్విషయం సర్క్యూట్ యొక్క సర్క్యూట్‌లోని ఇండక్టివ్ ఎలిమెంట్ యొక్క నాన్ లీనియారిటీకి సంబంధించినది... ఎలక్ట్రిక్ సర్క్యూట్‌లో సంభవించే నాన్ లీనియర్ రెసొనెన్స్‌ను ఫెర్రోరోసోనెన్స్ అంటారు మరియు దాని సంభవించడానికి సర్క్యూట్ నాన్ లీనియర్ కలిగి ఉండటం అవసరం. ఇండక్టెన్స్ మరియు సాధారణ కెపాసిటెన్స్.

సహజంగానే, లీనియర్ సర్క్యూట్‌లలో ఫెర్రోరోసోనెన్స్ ఖచ్చితంగా అంతర్లీనంగా ఉండదు. సర్క్యూట్‌లోని ఇండక్టెన్స్ లీనియర్ మరియు కెపాసిటెన్స్ నాన్ లీనియర్ అయితే, ఫెర్రోరోసోనెన్స్‌కు సమానమైన దృగ్విషయం సాధ్యమవుతుంది.ఫెర్రోరెసొనెన్స్ యొక్క ప్రధాన లక్షణం ఏమిటంటే, ఒక సర్క్యూట్ అనేది భంగం యొక్క రకాన్ని బట్టి ఈ నాన్ లీనియర్ రెసొనెన్స్ యొక్క విభిన్న రీతుల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.

ఇండక్టెన్స్ నాన్-లీనియర్ ఎలా ఉంటుంది? ప్రధానంగా వాస్తవం కారణంగా మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ ఈ మూలకం అయస్కాంత క్షేత్రానికి సరళంగా స్పందించే పదార్థంతో తయారు చేయబడింది. సాధారణంగా కోర్లు ఫెర్రో అయస్కాంతాలు లేదా ఫెర్రిమాగ్నెట్‌లతో తయారు చేయబడతాయి మరియు పాల్ బౌచెరోచే "ఫెర్రోరెసోనెన్స్" అనే పదాన్ని ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, ఫెర్రి అయస్కాంతత్వం యొక్క సిద్ధాంతం ఇంకా పూర్తిగా రూపొందించబడలేదు మరియు ఈ రకమైన అన్ని పదార్థాలను ఫెర్రో అయస్కాంతాలు అని పిలుస్తారు, కాబట్టి "ఫెర్రోరెసోనెన్స్" అనే పదాన్ని సూచించడానికి ఉద్భవించింది. నాన్-లీనియర్ ఇండక్టెన్స్ ఉన్న సర్క్యూట్‌లో ప్రతిధ్వని యొక్క దృగ్విషయం.

ఫెర్రోసోనెన్స్ సంతృప్త ఇండక్టెన్స్‌తో ప్రతిధ్వనిని తీసుకుంటుంది... సాంప్రదాయిక ప్రతిధ్వని సర్క్యూట్‌లో, కెపాసిటివ్ మరియు ఇండక్టివ్ రెసిస్టెన్స్‌లు ఎల్లప్పుడూ ఒకదానికొకటి సమానంగా ఉంటాయి మరియు ఓవర్‌వోల్టేజ్ లేదా ఓవర్‌కరెంట్ సంభవించడానికి డోలనాలు ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీకి సరిపోలడం మాత్రమే షరతు, ఇది కేవలం ఫ్రీక్వెన్సీని నిరంతరం పర్యవేక్షించడం ద్వారా లేదా క్రియాశీల ప్రతిఘటనను పరిచయం చేయడం ద్వారా ఒక స్థిరమైన స్థితి మరియు నిరోధించడం సులభం.

ఫెర్రోసోనెన్స్‌తో పరిస్థితి భిన్నంగా ఉంటుంది. ఇండక్టివ్ రెసిస్టెన్స్ కోర్‌లోని మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ డెన్సిటీకి సంబంధించినది, ఉదాహరణకు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ఐరన్ కోర్‌లో, మరియు సంతృప్త వక్రరేఖకు సంబంధించి పరిస్థితిని బట్టి ప్రాథమికంగా రెండు ప్రేరక ప్రతిచర్యలు పొందబడతాయి: లీనియర్ ఇండక్టివ్ రియాక్టెన్స్ మరియు సంతృప్త ఇండక్షన్ రియాక్టెన్స్ .

కాబట్టి ఫెర్రోరోసోనెన్స్, RLC సర్క్యూట్‌లో ప్రతిధ్వని వంటిది, రెండు ప్రధాన రకాలుగా ఉంటుంది: కరెంట్‌ల ఫెర్రోరోసోనెన్స్ మరియు వోల్టేజ్‌ల ఫెర్రోరెసొనెన్స్... సిరీస్‌లో ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్‌ని కనెక్ట్ చేసినప్పుడు, వోల్టేజ్‌ల ఫెర్రోరెసొనెన్స్‌కు సమాంతర కనెక్షన్‌తో ఒక ధోరణి ఉంటుంది. ప్రవాహాల ఫెర్రోసోనెన్స్. సర్క్యూట్ అత్యంత శాఖలుగా ఉంటే, సంక్లిష్ట కనెక్షన్లు ఉన్నాయి, అప్పుడు ఈ సందర్భంలో దానిలో ప్రవాహాలు లేదా వోల్టేజీలు ఉంటాయో లేదో ఖచ్చితంగా చెప్పడం అసాధ్యం.

ఫెర్రోరెసోనెంట్ మోడ్ ప్రాథమిక, సబ్‌హార్మోనిక్, పాక్షిక-ఆవర్తన లేదా అస్తవ్యస్తంగా ఉంటుంది…. ఫండమెంటల్ మోడ్‌లో, కరెంట్‌లు మరియు వోల్టేజ్‌లలో హెచ్చుతగ్గులు సిస్టమ్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి అనుగుణంగా ఉంటాయి.సబ్‌హార్మోనిక్ మోడ్‌లో, కరెంట్‌లు మరియు వోల్టేజ్‌లు తక్కువ పౌనఃపున్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, దీనికి ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ హార్మోనిక్. పాక్షిక-ఆవర్తన మరియు అస్తవ్యస్తమైన మోడ్‌లు చాలా అరుదు. సిస్టమ్‌లో సంభవించే ఫెర్రోరెసోనెంట్ మోడ్ రకం సిస్టమ్ పారామితులు మరియు ప్రారంభ పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

మూడు-దశల నెట్‌వర్క్‌ల సాధారణ ఆపరేటింగ్ పరిస్థితులలో ఫెర్రోసోనెన్స్ అసంభవం, ఎందుకంటే నెట్‌వర్క్‌ను రూపొందించే మూలకాల యొక్క కెపాసిటెన్స్ సరఫరా ఇన్‌పుట్ నెట్‌వర్క్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ ద్వారా తగ్గించబడుతుంది.

అన్‌గ్రౌండెడ్ న్యూట్రల్ ఉన్న నెట్‌వర్క్‌లలో, అసంపూర్ణ ఫేజ్ మోడ్‌లో ఫెర్రోరెసోనెన్స్ ఎక్కువగా సంభవించే అవకాశం ఉంది. తటస్థం యొక్క ఐసోలేషన్ భూమికి సంబంధించి నెట్‌వర్క్ యొక్క కెపాసిటెన్స్ పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో సిరీస్‌లో ఉంటుంది మరియు అటువంటి పరిస్థితులు ఫెర్రోరోసోనెన్స్‌కు అనుకూలంగా ఉంటాయి. ఫెర్రోరోసోనెన్స్‌కు అనుకూలమైన అటువంటి అసంపూర్ణ దశ మోడ్ ఏర్పడుతుంది, ఉదాహరణకు, దశల్లో ఒకటి విచ్ఛిన్నమైనప్పుడు, అసంపూర్ణ దశ చేరిక లేదా అసమాన షార్ట్ సర్క్యూట్ ఉన్నప్పుడు.

ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌లో అకస్మాత్తుగా కనిపించిన ఫెర్రోసోనెన్స్ హానికరం, ఇది పరికరాల నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది.అత్యంత ప్రమాదకరమైనది ఫెర్రోరోసోనెన్స్ యొక్క ప్రాథమిక మోడ్, దాని ఫ్రీక్వెన్సీ సిస్టమ్ యొక్క ప్రాథమిక పౌనఃపున్యంతో సమానంగా ఉన్నప్పుడు. ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీలో 1/5 మరియు 1/3 పౌనఃపున్యాల వద్ద సబ్‌హార్మోనిక్ ఫెర్రోరోసోనెన్స్ తక్కువ ప్రమాదకరం ఎందుకంటే ప్రవాహాలు చిన్నవిగా ఉంటాయి. అందువల్ల, పవర్ గ్రిడ్‌లు మరియు ఇతర పవర్ సిస్టమ్‌లలో పెద్ద సంఖ్యలో వైఫల్యాలు ఖచ్చితంగా ఫెర్రోరోసోనెన్స్‌కు సంబంధించినవి, అయితే మొదట కారణం అస్పష్టంగా అనిపించవచ్చు.

బ్రేక్‌లు, కనెక్షన్‌లు, ట్రాన్సియెంట్‌లు, మెరుపు ఉప్పెన ఫెర్రోసోనెన్స్‌కు కారణం కావచ్చు. నెట్‌వర్క్ ఆపరేషన్ మోడ్‌లో మార్పు లేదా బాహ్య ప్రభావం లేదా ప్రమాదం ఫెర్రోరెసోనెంట్ మోడ్‌ను ప్రారంభించవచ్చు, అయినప్పటికీ ఇది చాలా కాలం వరకు గుర్తించబడకపోవచ్చు.

వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లకు నష్టం తరచుగా ఫెర్రోరోసోనెన్స్ ద్వారా సంభవిస్తుంది, ఇది సాధ్యమయ్యే అన్ని పరిమితులను మించి ప్రవాహాల చర్య కారణంగా విధ్వంసక వేడెక్కడానికి దారితీస్తుంది. వేడెక్కడం వంటి సమస్యలను నివారించడానికి, ప్రతిధ్వని సర్క్యూట్లో క్రియాశీల నష్టం యొక్క శాశ్వత లేదా తాత్కాలిక పెరుగుదలకు సంబంధించిన సాంకేతిక చర్యలు తీసుకోబడతాయి, ప్రతిధ్వని ప్రభావాన్ని తగ్గించడం. ఇటువంటి సాంకేతిక చర్యలు, ఉదాహరణకు, ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ పాక్షికంగా మందపాటి ఉక్కు షీట్లతో తయారు చేయబడుతుంది.