Если катушка с ферромагнитным сердечником и конденсатор соединены не последовательно, а параллельно, то при питании такой цепи от источника тока возможны скачки напряжения, сопровождающиеся изменением знака угла сдвига фаз между напряжением и током. Чтобы проанализировать данные резонансные явления, рассмотрим электрическую цепь, состоящую из параллельно соединенных катушки с ферромагнитным сердечником и конденсатора (рис. 4).
Рис. 4. Простейшая электрическая цепь для исследования феррорезонанса токов:L - катушка с ферромагнитным сердечником;C - конденсатор.
С учетом принятых допущений ток в катушке IL и ток в конденсаторе IC по фазе прямо противоположны друг другу. Ток I в неразветвленной части цепи равен абсолютному значению разности токов, протекающих через катушку и конденсатор I=|IL-IC|. При этом возможно как преобладание IL над IC, так и IC над IL. На рис. 5 приведены зависимости тока в элементах цепи от напряжения. Зависимость тока в катушке от напряжения представляется кривой IL(U), а зависимость тока в конденсаторе от напряжения IC(U) - наклонной прямой линией, проходящей через начало координат. Когда указанные зависимости не пересекаются - резонанс в цепи не возникает. Если же прямая IC(U) пересекается с кривой IL(U), то после вычитания из абсцисс кривой соответствующих абсцисс прямой получается кривая I'(U), которая определяет общий ток при различных значениях напряжения. В точке пересечения кривой I'(U) с осью ординат (I0) ток в катушке компенсирует ток в конденсаторе и возникает резонанс токов. Так как действующий ток I - положительная величина, то кривая I(U) совпадает с кривой I'(U) только при I>I0 . При I<I0 кривая I(U) представляет собой зеркальное отражение кривой I'(U).
Рис. 5. Зависимости тока в элементах цепи и действующего тока от напряжения:IC - ток через конденсатор;IL - ток через катушку;I' - разность токов через катушку и конденсатор; I - действующий ток в неразветвленной части цепи;I0 - точка резонанса токов.
На практике из-за потерь в стали и несинусоидальности тока в катушке даже при равенстве действующих значений IL и IC общий ток не равен нулю. Реальная зависимость между общим током и напряжением имеет вид сплошной кривой, которая приведена на рис. 6. Из вида этой кривой следует, что при постепенном увеличении (уменьшении) тока в цепи происходят резкие скачки (срывы) напряжения, аналогичные скачкам (срывам) тока при последовательном соединении и также сопровождающиеся изменением знака угла сдвига в цепи. Чтобы снять характеристику I(U) при всех значениях напряжения цепь должна питаться не от источника тока, а от источника напряжения.
Рис. 6. Реальная кривая действующего тока в неразветвленной части цепи от напряжения.
