Евгений! He обольщайтесь относительно того, что я смогу ошибиться, идя по избранному мною пути...
Схему блокинг-генератора Вы видели, расчёт и изготовленный импульсный трансформатор тоже, уравнения Максвелла, судя по всему, знаете.
Моя цель проста, как мир - показать, что э.д.c.~LdI/dt , то есть напряжение во вторичном контуре есть функция геометрии катушки и функция скорости изменения магнитного потока через неё, что и опосредовано через приведённую мной формулу (на практике она несколько сложнее, и я приводил эту зависимость ранее).
S.B. Odin!
Погрешности измерений может оценить любой первокурсник, поскольку я привёл все данные o типе мультиметра, диапазонах измерений и величинах самих измеряемых параметров...
Скин-эффект в какой-либо значимой мере будет проявляться на частотах в два-три раза больших, чем частота генерации моего блокинг-генератора, и в первую очередь скажется на резком снижении выходного напряжения в случае первичной обмотки из алюминия...
эксперимент
эксперимент
Последний раз редактировалось Developer 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
эксперимент
Оценим влияние скин-эффекта
Постоянный ток протекает через материал проводника c постоянной плотностью по всему сечению.
Ha переменном токе плотность тока неравномерно распределена по его сечению, зависит от частоты переменного тока, проводимости материала проводника, максимальна вблизи поверхности и спадает в глубину по закону косинуса.
Это следует из теории электромагнтного поля и выводится при решении уравнений Максвелла.
При этом основной ток, протекающий через проводник, сосредоточен вблизи поверхности на глубину Δ, которая для синусоидальной формы переменного тока определяется соотношением:
Δ=SQRT(2/(λμoω)), где
λ - удельная проводимость материала проводника, Ом-1м-1 (величина, обратная удельному сопротивлению);
μo - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, равная 4*pi*10-7 Гн/м;
ω - круговая частота переменного тока, Гц.
Полученное выражение выведено из теории поля при некоторых допущениях, рассмотрение которых здесь я не привожу, чтобы не загромождать тему.
Это явление называется скин-эффектом и вызвано выталкиванием носителей электрического заряда (электронов) из глубины проводника к его поверхности вихревыми электрическими полями, возникающими в проводнике при изменениях магнитного поля, обусловленных переменным электрическим током.
Оценим влияние скин-эффекта на работу импульсного трансформатора.
Ha частоте 200 кГц для медных проводников c λ=0,57*108 Ом-1м-1 толщина скин-слоя
Δ=SQRT(2/(0,57*108*4*3,14*10-7*2*3,14*200*103))=0,149 мм
По аналогии можно рассчитать глубину скин-слоя для алюминиевого проводника и затем оценить, насколько увеличится сопротивление...
Постоянный ток протекает через материал проводника c постоянной плотностью по всему сечению.
Ha переменном токе плотность тока неравномерно распределена по его сечению, зависит от частоты переменного тока, проводимости материала проводника, максимальна вблизи поверхности и спадает в глубину по закону косинуса.
Это следует из теории электромагнтного поля и выводится при решении уравнений Максвелла.
При этом основной ток, протекающий через проводник, сосредоточен вблизи поверхности на глубину Δ, которая для синусоидальной формы переменного тока определяется соотношением:
Δ=SQRT(2/(λμoω)), где
λ - удельная проводимость материала проводника, Ом-1м-1 (величина, обратная удельному сопротивлению);
μo - абсолютная магнитная проницаемость вакуума, равная 4*pi*10-7 Гн/м;
ω - круговая частота переменного тока, Гц.
Полученное выражение выведено из теории поля при некоторых допущениях, рассмотрение которых здесь я не привожу, чтобы не загромождать тему.
Это явление называется скин-эффектом и вызвано выталкиванием носителей электрического заряда (электронов) из глубины проводника к его поверхности вихревыми электрическими полями, возникающими в проводнике при изменениях магнитного поля, обусловленных переменным электрическим током.
Оценим влияние скин-эффекта на работу импульсного трансформатора.
Ha частоте 200 кГц для медных проводников c λ=0,57*108 Ом-1м-1 толщина скин-слоя
Δ=SQRT(2/(0,57*108*4*3,14*10-7*2*3,14*200*103))=0,149 мм
По аналогии можно рассчитать глубину скин-слоя для алюминиевого проводника и затем оценить, насколько увеличится сопротивление...
Последний раз редактировалось Developer 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
-
Евгений Тарасов
- Сообщений: 32
- Зарегистрирован: 21 ноя 2006, 21:00
эксперимент
Я не обольщаюсь, и уверен, что вы правильно все сделаете, однако, ваших предварительных комментарий на полученный казус c двумя обмотками, я не вижу. Чегой то у вас на двух обмотках меньше ЭДС образовалась? По каким таким формулам вы собрались это объяснять?
Последний раз редактировалось Евгений Тарасов 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
эксперимент
Так они же у меня соединены параллельно, Евгений, моделируя промежуточную плотность материала обмотки между медью (8,9 г/см куб.) и алюминием (2,7 г/см куб.).
To есть начала обоих первичек на плюсе источника, a оба конца на коллекторе KT815Г...
И ещё раз обратите внимание на снимок импульсного трансформатора, который я приводил: симметрия обмоток и связь между ними почти идеальны...
Сейчас приведу оценки влияния скин-эффекта, раз уж o нём зашла речь:
- на частоте 200 кГц толщина скин-слоя 0,149 мм и для диаметра медного проводника 0,53 мм отношение площади скин-кольца к площади сечения всего провода составляет 0,48, то есть сопротивление проводника обмотки на этой частоте по сравнению c сопротивлением обмотки постоянному току возрастёт всего в два раза (было для 40 см медной обмотки 0,03 Ом, a стало 0,06 Ом);
- на частоте 600 кГц отношение площади скин-кольца к площади сечения всего провода составит 0,3, то есть сопротивление проводника обмотки на этой частоте по сравнению c сопротивлением постоянному току возрастёт в 3,3 раза (было для 40 см медной обмотки 0,03 Ом, a стало 0,1 Ом).
По сравнению c ограничивающим сопротивлением 150 Ом это несущественно...
To есть начала обоих первичек на плюсе источника, a оба конца на коллекторе KT815Г...
И ещё раз обратите внимание на снимок импульсного трансформатора, который я приводил: симметрия обмоток и связь между ними почти идеальны...
Сейчас приведу оценки влияния скин-эффекта, раз уж o нём зашла речь:
- на частоте 200 кГц толщина скин-слоя 0,149 мм и для диаметра медного проводника 0,53 мм отношение площади скин-кольца к площади сечения всего провода составляет 0,48, то есть сопротивление проводника обмотки на этой частоте по сравнению c сопротивлением обмотки постоянному току возрастёт всего в два раза (было для 40 см медной обмотки 0,03 Ом, a стало 0,06 Ом);
- на частоте 600 кГц отношение площади скин-кольца к площади сечения всего провода составит 0,3, то есть сопротивление проводника обмотки на этой частоте по сравнению c сопротивлением постоянному току возрастёт в 3,3 раза (было для 40 см медной обмотки 0,03 Ом, a стало 0,1 Ом).
По сравнению c ограничивающим сопротивлением 150 Ом это несущественно...
Последний раз редактировалось Developer 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
-
Евгений Тарасов
- Сообщений: 32
- Зарегистрирован: 21 ноя 2006, 21:00
эксперимент
"To есть начала обоих первичек на плюсе источника, a оба конца на коллекторе KT815Г..."
Ну правильно правильно, сопротивление то уменьшилось почти в 2 раза, и суммарное сопротивление c последовательным ограничителем по току также уменьшилось, что должно привести к увеличению тока в первичке. Нетрудно посчитать дельту.
Вы эффект не объяснили никак. Почему у вас при паралельном соединении катушек ЭДС на вторичке меньше то оказалась, чем c одной первичкой? Поясните пж-ста
там ведь и коэффициент связи увеличился некисло, что должно было также привести к увеличению ЭДС во вторичке. Так где же оно?
Ну правильно правильно, сопротивление то уменьшилось почти в 2 раза, и суммарное сопротивление c последовательным ограничителем по току также уменьшилось, что должно привести к увеличению тока в первичке. Нетрудно посчитать дельту.
Вы эффект не объяснили никак. Почему у вас при паралельном соединении катушек ЭДС на вторичке меньше то оказалась, чем c одной первичкой? Поясните пж-ста
там ведь и коэффициент связи увеличился некисло, что должно было также привести к увеличению ЭДС во вторичке. Так где же оно?
Последний раз редактировалось Евгений Тарасов 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
эксперимент
Пытаюсь объяснить свои результаты...
Чем обусловлен ток в первичной обмотке?
Из первого закона Кирхгофа для постоянного тока и замкнутого первичного контура "источник питания - первичная обмотка имп. трансформатора - переход коллектор-эмиттер"
Eпит=(R2+rобм+Rec)Ic, где
Eпит - напряжение источника питания,
R2 - ограничивающее ток коллектора сопротивление,
rобм - сопротивление первичной обмотки имп. трансформатора,
Rec - спротивление перехода эмиттер-коллектрор,
Ic - ток коллектора.
Допустим, сопротивление сдвоенной первичной обмотки уменьшилось за счёт увеличения суммарного сечения проводов. Насколько?
Было 0,0795 Ом/м у меди и 0,0895 Ом/м у алюминия. Для 40 см длины жгута суммарное сопротивление сдвоенной первичной обмотки станет 0,042 Ом против 0,0318 Ом для меди или 0,0358 Ом для алюминия. Супротив 150 Ом токового ограничителя это крохи.
Ваше возражение я, кажется, снял...
Ha высокой частоте будет немного по-другому (необходимо учитывать и индуктивное сопротивление обмоток), но за счёт симметричности геометрии обмоток, различие тоже не будет существенным, что и видно из результатов измерений.
Чем обусловлен ток в первичной обмотке?
Из первого закона Кирхгофа для постоянного тока и замкнутого первичного контура "источник питания - первичная обмотка имп. трансформатора - переход коллектор-эмиттер"
Eпит=(R2+rобм+Rec)Ic, где
Eпит - напряжение источника питания,
R2 - ограничивающее ток коллектора сопротивление,
rобм - сопротивление первичной обмотки имп. трансформатора,
Rec - спротивление перехода эмиттер-коллектрор,
Ic - ток коллектора.
Допустим, сопротивление сдвоенной первичной обмотки уменьшилось за счёт увеличения суммарного сечения проводов. Насколько?
Было 0,0795 Ом/м у меди и 0,0895 Ом/м у алюминия. Для 40 см длины жгута суммарное сопротивление сдвоенной первичной обмотки станет 0,042 Ом против 0,0318 Ом для меди или 0,0358 Ом для алюминия. Супротив 150 Ом токового ограничителя это крохи.
Ваше возражение я, кажется, снял...
Ha высокой частоте будет немного по-другому (необходимо учитывать и индуктивное сопротивление обмоток), но за счёт симметричности геометрии обмоток, различие тоже не будет существенным, что и видно из результатов измерений.
Последний раз редактировалось Developer 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
-
Евгений Тарасов
- Сообщений: 32
- Зарегистрирован: 21 ноя 2006, 21:00
эксперимент
"Ваше возражение я, кажется, снял..."
отнюдь нет, приплюсуйте к этому увеличение индуктивной связи.
Очень неубедительно говорите. Я уж не говорю o влиянии АЧХ транзистора и обмотки связи.
0,042 Ом супротив 0,0358 для алюминия.
Ha 150 омах это около 0,02%, соответственно и ток в первичке во столько же вырастет и во вторичке , грубо. Сталбыть приращение вторички для более высоковольтного измерительного контура составит 0,27 вольта (при передаче 1/1), что как раз даже по постоянному току и без учета влияния увеличившейся индуктивной связи (a оно существеннее, посчитайте) дает нам как минимум те же 7,3 вольта (a c учетом увеличившейся связи там все 8-9 вольт должно быть). Так что нестыкуха, на паралельных обмотках полюбому выходить больше должно и заметно. A у вас что получилось?
Непрохонже такое объяснение.
Придумайте новое, если получится.
Тут и считать не надо ничего, ежу пнятно, что c увеличением тока в первичке и не важно на какие крохи, выходное напряжение на измерительных контурах должно увеличиваться, a у вас оно падает.
Какой нафиг Кирхгоф еще здесь!?
He пытайтесь запутать своими формулами очевидные для всех вещи.
Объясните получившийся эффект.
отнюдь нет, приплюсуйте к этому увеличение индуктивной связи.
Очень неубедительно говорите. Я уж не говорю o влиянии АЧХ транзистора и обмотки связи.
0,042 Ом супротив 0,0358 для алюминия.
Ha 150 омах это около 0,02%, соответственно и ток в первичке во столько же вырастет и во вторичке , грубо. Сталбыть приращение вторички для более высоковольтного измерительного контура составит 0,27 вольта (при передаче 1/1), что как раз даже по постоянному току и без учета влияния увеличившейся индуктивной связи (a оно существеннее, посчитайте) дает нам как минимум те же 7,3 вольта (a c учетом увеличившейся связи там все 8-9 вольт должно быть). Так что нестыкуха, на паралельных обмотках полюбому выходить больше должно и заметно. A у вас что получилось?
Непрохонже такое объяснение.
Придумайте новое, если получится.
Тут и считать не надо ничего, ежу пнятно, что c увеличением тока в первичке и не важно на какие крохи, выходное напряжение на измерительных контурах должно увеличиваться, a у вас оно падает.
Какой нафиг Кирхгоф еще здесь!?
He пытайтесь запутать своими формулами очевидные для всех вещи.
Объясните получившийся эффект.
Последний раз редактировалось Евгений Тарасов 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
эксперимент
Ох, уж эта арифметика!
Сопоставляю самый различающийся результат: при питании 10,62 B в эксперименте:
- c одинарной медной первичной обмоткой во вторичной получилось 16,56 B
- на запараллеленной медной и алюминиевой во вторичной всего 16,51 B.
Теперь сопоставляю изменившиеся сопротивления и токи для этого случая:
- у медной было 0,0318 Ом для сдвоенной медной и алюминиевой стало 0,042 Ом,
- пренебрегая сопротивлением открытого перехода коллектор-эмиттер транзистора (хотите, возьмите в расчёт 10-20 Ом), получаю различие в токах коллектора как
10,62/(150,0318)=70,78 мА для меди и 10,62/(150,042)=70,78 мА для двойного из меди и алюминия.
Что скажете, Евгений?
Сопоставляю самый различающийся результат: при питании 10,62 B в эксперименте:
- c одинарной медной первичной обмоткой во вторичной получилось 16,56 B
- на запараллеленной медной и алюминиевой во вторичной всего 16,51 B.
Теперь сопоставляю изменившиеся сопротивления и токи для этого случая:
- у медной было 0,0318 Ом для сдвоенной медной и алюминиевой стало 0,042 Ом,
- пренебрегая сопротивлением открытого перехода коллектор-эмиттер транзистора (хотите, возьмите в расчёт 10-20 Ом), получаю различие в токах коллектора как
10,62/(150,0318)=70,78 мА для меди и 10,62/(150,042)=70,78 мА для двойного из меди и алюминия.
Что скажете, Евгений?
Последний раз редактировалось Developer 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
-
Евгений Тарасов
- Сообщений: 32
- Зарегистрирован: 21 ноя 2006, 21:00
эксперимент
"Тут и считать не надо ничего, ежу пнятно, что c увеличением тока в первичке и не важно на какие крохи, выходное напряжение на измерительных контурах должно увеличиваться, a у вас оно падает."
не вижу связи c вашим последним постом. Вы что, пытаетесь отрицать закон Ома? и ведете речь o неизменности силы тока c уменьшением сопротивления цепи?
He вижу вашего расчета при увеличении индуктивной связи.
кстати, что там у вас c частотой при двойной обмотке? He увеличилась ли?
Дайте полную картинку частотную при всех 3-х случаях. Чтой то вы не договариваете любезный...
не вижу связи c вашим последним постом. Вы что, пытаетесь отрицать закон Ома? и ведете речь o неизменности силы тока c уменьшением сопротивления цепи?
He вижу вашего расчета при увеличении индуктивной связи.
кстати, что там у вас c частотой при двойной обмотке? He увеличилась ли?
Дайте полную картинку частотную при всех 3-х случаях. Чтой то вы не договариваете любезный...
Последний раз редактировалось Евгений Тарасов 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
эксперимент
Продолжу представление экспериментальных данных для напряжений питания 3, 6, 9, 12 и 15 B (первичные данные опускаю, чтобы не загромождать сообщение, желающим отправлю в приват).
Uпит=3 B....Канал 1....tтаб=2,025............Канал 2.....tтаб=2,024
Cu........20...2,50...0,04...tCu/Al=2,169.............20...4,04...0,02...tCu/Al=1,600
Cu+Al...20...2,50...0,01...tAl/Cu+Al=6,325..........21...4,03...0,02...tAl/Cu+Al
Al.........20...2,52...0,01...tCu/Cu+Al=0.............20...4,03...0,02...tCu/Cu+Al=1,581
Uпит=6 B....Канал 1....tтаб=2,021............Канал 2.....tтаб=2,025
Cu........21...7,42...0,05...tCu/Al=5,501.............20...14,05...0,04...tCu/Al=5,500
Cu+Al...21...7,49...0,04...tAl/Cu+Al=0...............20...14,16...0,04...tAl/Cu+Al
Al.........21...7,49...0,03...tCu/Cu+Al=5,001.........20...10,16...0,08...tCu/Cu+Al=8,696
Uпит=9 B....Канал 1....tтаб=2,021............Канал 2.....tтаб=2,016
Cu........22...9,01...0,04...tCu/Al=6,567.............21...14,77...0,08...tCu/Al=3,034
Cu+Al...22...9,10...0,05...tAl/Cu+Al=1,609..........21...14,75...0,05...tAl/Cu+Al=5,868
Al.........22...9,08...0,03...tCu/Cu+Al=6,593.........24...14,83...0,04...tCu/Cu+Al=1,019
Uпит=12 B....Канал 1....tтаб=2,025............Канал 2.....tтаб=2,021
Cu........20...8,37...0,12...tCu/Al=2,683.............21...18,91...0,05...tCu/Al=13,653
Cu+Al...20...8,43...0,09...tAl/Cu+Al=1,054..........21...18,80...0,06...tAl/Cu+Al=9,311
Al.........20...8,46...0,09...tCu/Cu+Al=1,789.........22...18,55...0,11...tCu/Cu+Al=6,514
Uпит=15 B....Канал 1....tтаб=2,018............Канал 2.....tтаб=2,014
Cu........22...6,48...0,31...tCu/Al=1,711.............25...23,31...0,32...tCu/Al=5,8773
Cu+Al...22...6,52...0,25...tAl/Cu+Al=2,748..........22...21,26...0,67...tAl/Cu+Al=3,810
Al.........22...6,36...0,11...tCu/Cu+Al=0,471.........23...22,18...0,90...tCu/Cu+Al=13,703
Окончательные итоги измерений и статистической обработки данных приведу позже...
Uпит=3 B....Канал 1....tтаб=2,025............Канал 2.....tтаб=2,024
Cu........20...2,50...0,04...tCu/Al=2,169.............20...4,04...0,02...tCu/Al=1,600
Cu+Al...20...2,50...0,01...tAl/Cu+Al=6,325..........21...4,03...0,02...tAl/Cu+Al
Al.........20...2,52...0,01...tCu/Cu+Al=0.............20...4,03...0,02...tCu/Cu+Al=1,581
Uпит=6 B....Канал 1....tтаб=2,021............Канал 2.....tтаб=2,025
Cu........21...7,42...0,05...tCu/Al=5,501.............20...14,05...0,04...tCu/Al=5,500
Cu+Al...21...7,49...0,04...tAl/Cu+Al=0...............20...14,16...0,04...tAl/Cu+Al
Al.........21...7,49...0,03...tCu/Cu+Al=5,001.........20...10,16...0,08...tCu/Cu+Al=8,696
Uпит=9 B....Канал 1....tтаб=2,021............Канал 2.....tтаб=2,016
Cu........22...9,01...0,04...tCu/Al=6,567.............21...14,77...0,08...tCu/Al=3,034
Cu+Al...22...9,10...0,05...tAl/Cu+Al=1,609..........21...14,75...0,05...tAl/Cu+Al=5,868
Al.........22...9,08...0,03...tCu/Cu+Al=6,593.........24...14,83...0,04...tCu/Cu+Al=1,019
Uпит=12 B....Канал 1....tтаб=2,025............Канал 2.....tтаб=2,021
Cu........20...8,37...0,12...tCu/Al=2,683.............21...18,91...0,05...tCu/Al=13,653
Cu+Al...20...8,43...0,09...tAl/Cu+Al=1,054..........21...18,80...0,06...tAl/Cu+Al=9,311
Al.........20...8,46...0,09...tCu/Cu+Al=1,789.........22...18,55...0,11...tCu/Cu+Al=6,514
Uпит=15 B....Канал 1....tтаб=2,018............Канал 2.....tтаб=2,014
Cu........22...6,48...0,31...tCu/Al=1,711.............25...23,31...0,32...tCu/Al=5,8773
Cu+Al...22...6,52...0,25...tAl/Cu+Al=2,748..........22...21,26...0,67...tAl/Cu+Al=3,810
Al.........22...6,36...0,11...tCu/Cu+Al=0,471.........23...22,18...0,90...tCu/Cu+Al=13,703
Окончательные итоги измерений и статистической обработки данных приведу позже...
Последний раз редактировалось Developer 30 ноя 2019, 14:37, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test
Причина: test
Вернуться в «Альтернативная наука»
Кто сейчас на форуме
Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 39 гостей