Почему при разрыве тока в первичной цепи трансформатора во вторичной не получается перенапряжения?

[Baybak]

Задача из сборника Капицы.
Почему при разрыве тока в первичной цепи трансформатора во вторичной
не получается перенапряжения, в то время как в индукционной спирали оно
возникает?
___
Я знаю что нельзя просто просить дать решение задачи. Но что делать если я уже давно не студент, работаю электриком, в ближайшем окружении ни одного профессора нет, а понять хочется.

Насколько я понимаю, то раз в момент разрыва на первичной обмотке образуется большое напряжение, то если трансформатор повышающий, то это же напряжение умноженное на коэф. трансформации должно появиться и на вторичной. Но Капица утверждает, что на вторичной перенапряжения не получается. Учитывая, что обычное зажигание в автомобиле не работает без конденсатора, похоже он прав, но почему так я понять не могу.
Не может ли кто подсказать в чем объяснение этого факта?

[SFResid]

Source of the post
Задача из сборника Капицы.
Почему при разрыве тока в первичной цепи трансформатора во вторичной
не получается перенапряжения, в то время как в индукционной спирали оно
возникает?

Видимо, Капицу удивляло, почему при этом не "пробивает" изоляцию обиотки. Потому, что "инженеры" (о которых "чистые физики" отзываются с некоторым пренебрежением) просто-напросто придумали много способов не допускать "пробоя". Это: а) усиление изоляции; б) применение специальных разрядников; в) и пр.

Но что делать если я уже давно не студент, работаю электриком, в ближайшем окружении ни одного профессора нет, а понять хочется.

А когда Вы были студентом, у вас не было курса "Перенапряжения и защита от перенапряжений"? Потому что они таки возникают, и в трансформаторах тоже.

Насколько я понимаю, то раз в момент разрыва на первичной обмотке образуется большое напряжение, то если трансформатор повышающий, то это же напряжение умноженное на коэф. трансформации должно появиться и на вторичной. Но Капица утверждает, что на вторичной перенапряжения не получается. Учитывая, что обычное зажигание в автомобиле не работает без конденсатора, похоже он прав, но почему так я понять не могу.
Не может ли кто подсказать в чем объяснение этого факта?

А в "Задаче из сборника Капицы", возможно, просто имееется в виду а) случай, когда вторичная цепь замкнута на свою нагрузку; б) случай, когда ток холостого хода отключается разъединителем, и образующаяся дуга не даёт току разорваться мгновенно, а сама же гаснет как раз в момент, когда переменный ток сам по себе проходит через нуль.

[Александр Амелькин]

Чтобы было понятней, разберите катушку зажигания. По идее там должен быть коэффициент транрформации около 2000. Но там он значительно меньше.

[SFResid]

Source of the post
Чтобы было понятней, разберите катушку зажигания.

По идее там должен быть коэффициент транрформации около 2000.

Это если пик вторичного напряжения (ок. 25 кВ) разделить на 12 В, питающих первичную обмотку.

Но там он значительно меньше.

Потому что в самый первый момент размыкания контактов прерывателя напряжение между ними попрежнему 0 (благодаря конденсатору, напряжение на котором не может меняться мгновенно), и искра между контактами не возникает. Энергия магнитного поля катушки вначале переходит в заряд конденсатора; её части хватает, чтобы напряжение на конденсаторе (и, соответственно, в первичной обмотке) достигло примерно 100 В, но тут вторичное напряжение достигает 20 - 25 кВ, и оставшаяся энергия магнитного поля катушки разряжается через искру в свече.

[Таланов]

Source of the post
Задача из сборника Капицы.
Почему при разрыве тока в первичной цепи трансформатора во вторичной
не получается перенапряжения, в то время как в индукционной спирали оно
возникает?

Можно ссылку дать на саму задачу? Вообще при проверки целостности цепей трансформатора постоянным напряжением в 1,5 В можно получить достаточно высокое напряжение. Таким образом устроены электрошокеры.

[Baybak]

Source of the post
Можно ссылку дать на саму задачу?

Книга называется
Академик П.Л. Капица, Физические задачи, Изд. "Знание", Москва, 1966
Задача №95
Если гуглю задать весь текст задачки, то находит несколько мест где она лежит.
(В некоторых источниках эта задача имеет номер не 95.)
К сожалению ответ, или пояснения к задаче нагуглить не удалось.

На всякий случай вот выложил файл в формате djvu на rghost ru 45780844
[url=http://rghost.ru/45780844]http://rghost.ru/45780844[/url]
(файлообменник без выпадающих окошек рекламы и без ожидания)

"Предисловие (Капицы)
Напечатанные в этом сборнике задачи были составлены мной для
студентов Московского физико-технического института, когда в 1947-1949 гг. я там читал курс общей физики.
В этот сборник вошли также задачи, которые давались на экзаменах при поступлении в аспирантуру
Института физических проблем Академии наук СССР. Эти задачи собрали вместе и подготовили к печати студенты физтеха, недавно окончившие институт И. Ш. Слободецкий и Л. Г. Асламазов.

[folk]

Если предположить что вторичная обмотка замкнута на нагрузку, то при отключении первичной обмотки, энергия эмагнитного поля уходит в нагрузку. Может ток чуть возрастает. Для дросселя же эм поле пытается удержать ток при росте сопротивления до бесконечности - отсюда скачок напряжения.

[Baybak]

Source of the post
Если предположить что вторичная обмотка замкнута на нагрузку

Но по-моему в нормальной задаче предполагаться могут только очень обычные вещи, например. что дело описываемые события происходят на Земле и поэтому g= 9.8 м/с2, давление 760 мм рт.ст. и тому подобное.
А в задаче трансформатор указан в общем виде, то есть имеется в виду и режим холостого хода тоже, насколько я понимаю.

____
В общем пошел я поигрался с трансформатором ОСО-0.25 220/36 в, батарейкой 1.5 вольта D (в СССР такие назывались 373), и неонками вольт на 200. (Осциллографов и тп не имею.)
Вывод:
В момент разрыва цепи тока протекающего от батарейки через обмотку 36 вольт, на обмотке 36 вольт создается импульс напряжения порядка 200...400 вольт. Так как одна лампа вспыхивает почти всегда, а две последовательно изредка.
А на обмотке 220 вольт в момент размыкания тока в цепи обмотки 36 вольт наводится гораздо большее напряжение, потому как две последовательные неонки вспыхивают почти каждый раз и гораздо ярче.

Следовательно утверждение приведенное в задаче ошибочно, если в нем не искать какой-то скрытый подтекст.
___
То что конденсатор в цепи катушке зажигания уменьшает потери на искру на размыкаемых контактах я понимаю.
Но ведь там разрыв контактов происходит сравнительно медленно.
В общем случае, как в задаче, никто ведь не мешает сконструировать какие-нибудь чрезвычайно быстро размыкаемые контакты еще и в какой-нибудь специальной среде способствующей гашению дуги. При этом будет всплеск напряжения и на первичной и на вторичной и без конденсатора.

[Andrew58]

Может быть, дело еще и в добротности контура, образованного индуктивностью обмотки трансформатора, и паразитными емкостями (многослойная плотная намотка)?..

[oldcat]

Source of the post
возможно, просто имееется в виду а) случай, когда вторичная цепь замкнута на свою нагрузку; б) случай, когда ток холостого хода отключается разъединителем, и образующаяся дуга не даёт току разорваться мгновенно, а сама же гаснет как раз в момент, когда переменный ток сам по себе проходит через нуль.

В случае а) если вторичная цепь замкнута на свою нагрузку, перенапряжения не будет и в первичной цепи. На зажимах первичной обмотки в момент разрыва цепи будет напряжение U₂/n , где U₂ это напряжение вторичной обмотки на момент коммутации;
в случае б) если вторичная обмотка была разомкнута до коммутации, на ней возникнет перенапряжение U₂=nU₁ ; поскольку потокосцепление вторичной обмотки равно потокосцеплению первичной и не зависит от условий, описываемых многоуважаемым П.Л. Капицей. В чём проблема?