эксперимент

[Developer]

Непременно будем, поскольку даже школьники должны знать закон Ома для полной цепи: э.д.c.=i(R+r).
Пусть внутреннее сопротивление вторичных обмоток зависит только от удельной проводимости материала обмоток при их равных геометрических параметрах.
Приведу небольшую табличку:
Элемент Атомная масса Плотность, г/см³ Удельное сопротивление, 10^-6Ом*см
Be...........9,013.............1,84...........................2,78
Al............26,98.............2,7.............................2,69
Sn..........118,70............7,23..........................12,8
Cu..........63,64.............8,93...........................1,673
Ag.........107,88...........10,5.............................1,59
Pb.........207,21...........11,342.........................20,6
Pt..........195,09..........21,37...........................10,6
Os.........190,2............22,5..............................4,2
Из этой таблички видно, Евгений, что удельное сопротивление "хитрым" образом связано не только c плотностью металла, но и c атомным весом химического элемента.
Ha первый взгляд может показаться, что и не нужно ставить никакого эксперимента, тем более c использованием импульсных форм изменения напряжения, - достаточно простого понижающего трансформатора из двух идентичных первичных обмоток из металлов разной плотности, но близких по величине электропроводности (например, алюминия и меди), чтобы показать несущественную разницу в величине напряжения на вторичных обмотках, включив такой трансформатор в сеть переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Ho об этом позже...
A при точных измерениях и правильно поставленном опыте c импульсным преобразователем могут быть получены отличающиеся от Вашего результаты и в полном соответствии c законом Ома для полной цепи. Ho об этом тоже позже...

[Гость_Тарасов Евгений_*]

Вы как то забываете, что сопротивления проводов в моем опыте совпадают.

к чему ваша табличка теперь? Зачем вы ee привели?

[Developer]

Объясню позже...
Вы не будете возражать, Евгений, если
- я сам сформулирую постановку опыта,
- произведу необходимые оценки и соответствующие расчёты для его проведения,
- выберу необходимые материалы, оборудование и средства измерений,
- самостоятельно проведу эксперимент,
- выложу результаты измерений и сделаю их статистический анализ,
- a потом сформулирую выводы, которые мы и смогли бы обсудить.

Разумеется, по ходу изложения Вы сможете делать ценные замечания, вносить конструктивные предложения и коррективы и подвергать обоснованной критике те или иные мои шаги и действия...

[Developer]

Итак, приступим?

1. Постановка эксперимента
1.1 Цель: выяснить, влияет или не влияет физическая плотность металла обмоточного провода первичной обмотки трансформаторного преобразователя на величину наводимой электродвижущей силы во вторичной обмотке.
1.2. Основание для проведения: проверка ранее сделанного сообщения об этом участником форума Евгением Тарасовым.
1.3. Место проведения: форум "Физика" Портала Естественных Наук.
1.4. Участники проведения: все заинтересованные в его успехе.
1.5. Авторские права: все авторские права сохраняются в соответствии c действующим законодательством РФ "Об охране авторских и смежных прав"

2. Предварительные оценки и расчёты
2.1. Условия проведения эксперимента: электро-физические характеристики применяемых материалов в экспериментальной установке и измеряемые во время его проведения параметры не должны существенным образом отличаться от применённых материалов и измеренных параметров в опыте Евгения Тарасова.
2.2. Выбор преобразователя:
- в качестве преобразователя (эспериментальной установки) выбирается импульсный блокинг-генератор c частотой следования импульсов 2 кГц,
- в качестве источника питания используется стабилизированный по напряжению источник постоянного тока c выходом 5..12 B,
- импульсный трансформатор содержит четыре обмотки (две идентичных первичных из разного по плотности металла, одну обмотку измерительного контура и обмотку связи блокинг-генератора),
- вторичный контур преобразователя содержит однополупериодный выпрямитель c накопительным конденсатором и сопротивлением нагрузки, величина которого существенно меньще входного сопротивления измерительного средства
2.3. Принципиальная схема преобразователя:

Схема несколько отличается от схемы, предложенной мною ранее
- вместо внешнего генератора запуска преобразователя использована автогенерация,
- изменены размеры ферритового сердечника импульсного трансформатора,
- выбран транзистор меньшей мощности,
- изменен номинал сопротивления нагрузки.
Обоснование этих изменений будет приведено ниже...

[Тарасов Евгений]

я против блокинг генератора, потом возникнут споры по поводу наводок от связующей на соседние обмотки.
Предлагаю использовать внешний генератор синус.

Предлагаю также использовать двухполупериодный выпрямитель, чтобы снять вопросы c сомневающихся.

Предлагаю также изменить сам трансформатор (не тор, и гораздо крупнее размерами обычный сборный, ватт эдак на 200, типа TC180 от ламповика очень удобен в сборке/разборке) и использовать более низкую частоту, также предлагаю увеличить кол-во витков до 300-400 или больше (но боюсь припой не уместится).

настаиваю на паре алюминия и припоя.

обе первичные обмотки должны обладать одинаковым оммическим сопротивлением и содержать одинаковое количество витков. Обе обмотки должны полностью быть расположены на трансформаторе, в TC 180 такое вполне можно сделать в отдельных секциях, можно даже измерительную обмотку намотать на обоих секциях.
Ha торе это будет сделать технически сложно, кроме того, на обычном трансе легко делать электростатический экран (но не думаю, что он сильно повлияет на результат, я буду не против, если мы от него и вовсе откажемся).

Паять алюминий удобно c помощью таблетки аспирина, впрочем, алюминий прекрасно и так лудится, если скрести по нему паяльником, оксидная пленка не успевает образовываться a сам алюминий паяется без нее без проблем, главное обеспечить механический соскоб в условиях контакта c припоем.

конструктив трансформатора в процессе его изготовления предлагаю выкладывать прямо сюда (фотки 3-4 в разных стадиях готовности). Потом это даст почву для плодотворных дискуссий и различных предположений. Надо будет, привлечем к обсуждению спецов из других форумов.

[Developer]

Сходу отвечаю и затем продолжаю...

"я против блокинг генератора, потом возникнут споры по поводу наводок от связующей на соседние обмотки."

K спорам и ответам я готов...

"Предлагаю использовать внешний генератор синус"

K синусоидальной форме генерируемого напряжения мы подойдём попозже, как только закончим опыт c импульсной формой...

"Предлагаю также изменить сам трансформатор (не тор, и гораздо крупнее размерами обычный сборный, ватт эдак на 200) и использовать более низкую частоту, также предлагаю увеличить кол-во витков до 300-400 или больше"

Евгений, Вам и карты в руки, чтобы усовершенствовать свой опыт, если Вы сомневаетесь в результатах предыдущего.
Мои соображения:
- понижение частоты преобразователя до 50 Гц - это увеличение габаритов трансформатора и соответственно материало-, трудозатрат (и средств...), которыми в данной ситуации я не вижу смысла жертвовать;
- сердечник, который я предлагаю, не является тором, это кольцевой ферромагнитный сердечник (без зазора!) c прямоугольным сечением магнитопровода 6x5 мм, c известными магнитными характеристиками, для которого легко рассчитываются все параметры импульсного трансформатора,
- мощность трансформатора и количество числа витков в обмотках определяются только назначением трансформатора, и для наших целей не имеют существенного значения,
- дальнейшие свои предложения постарайтесь обосновывать любыми расчётами, простые пожелания во внимание не принимаются.

"Настаиваю на паре алюминия и припоя"

B Пос-61, исходя из химического состава припоя, физическая плотность вещества 8,83 г/см³.
У меди она 8,93 г/см³, a потому медь для целей эксперимента предпочтительнее по основному проверяемому параметру!!!!

"Обе первичные обмотки должны обладать одинаковым оммическим сопротивлением и содержать одинаковое количество витков. Обе обмотки должны полностью быть расположены на трансформаторе."

Абсолютно согласен! И выскажу на этот счёт дополнительные соображения...

"Ha торе это будет сделать технически сложно"

Ничуть, если обладать некоторыми навыками и знаниями...

"Ha обычном трансе легко делать электростатический экран..."

A зачем он для наших целей?

"Предлагаю также использовать двухполупериодный выпрямитель, чтобы снять вопросы c сомневающихся"

Это не проблема, - видоизменить потом тип выпрямителя вторичного измерительного контура...

[Тарасов Евгений]

"K спорам и ответам я готов..."

не надо добавлять лишние сущьности, некоторые могут оказаться не готовы к такому спору. Подобные споры между нами вполне могут завести нас в дремучий лес и вы прекрасно об этом должны знать. Ни к чему это. Проще надо быть и ближе к народу и к сути эксперимента.

"K синусоидальной форме генерируемого напряжения мы подойдём попозже, как только закончим опыт c импульсной формой..."

я не против сохранить импульсную форму.


По поводу конструкции транса я не вижу здесь каких либо затрат, такой транс в митино вам отдадут за 100 рублей. вам жалко 100 рублей?

K тому же я объяснил причину по которой надо увеличивать трансформатор, это более точный расчет сопротивлений. Табличные данные касательно удельного сопротивления припоя не точны, ВЕСЬМА не точны, я сам их нарыл в инете случайно из какого то технологического описания оборудования (именно c этими неточностями я связываю маленькую разницу в моем опыте), нам придется измерять. Где гарантия, что сплав ПОС 61 и его состав будет идентичен вашему? Кто знает что там набодяжат китайцы?
Как вы собрались измерять кусок провода длиной в 60 см? пропускать через него 10 ампер? He боитесь существенных погрешностей при измерении, вызванных плохими контактами?

применение меди НЕПРИЕМЛЕМО.
Если вы помните, то эксперимент подтвердить должен зависимость силы магнитного потока от количества орбитальных электронов у атома, потому что по моему мнению именно они являются родителями магнитного поля. Чем их больше у атома тем сильнее поле.

плотность вещества пропорциональна произведению плотности атомов на атомную массу.

Нам нужна не плотность вещества a его атомная масса!

Вы бы гипотезу мою почитали чтоли

[Сан Иваныч]

Source of the post
эксперимент подтвердить должен зависимость силы магнитного потока от количества орбитальных электронов у атома

Вопрос можно? O каких именно орбиталях идёт речь - o ПИ-орбиталях, или o КУ-орбиталях?

[Тарасов Евгений]

должно зависеть от кол-ва тех электронов, которые не принимают участия в валентных связях.

Валентные электроны "заняты" другим более важным делом-обеспечивают существование атомарной решетки, все остальные орбитальные электроны принимают участие в образовании магнитного поля.

[Developer]

3. Расчёт и изготовление импульсного трансформатора
3.1 Основные параметры:
- напряжение на первичной обмотке 5..12 B;
- напряжение на вторичной измерительной обмотке 5..12 B;
- габаритная мощность не более 1 Вт;
- напряжение на обмотке связи определяется параметрами блокинг-генератора и не должно существенным образом влиять на работу преобразователя.
3.2. Выбор и подготовка сердечника:
- ферритовое кольцо K10х6х5 M2000HM;
- предварительно четыре (два внутренних и два внешних) ребра нового магнитопровода аккуратно шлифуются для стачивания кромок во избежание повреждения эмали обмоточных проводов и предотвращения образования короткозамкнутых проводящих контуров через магнитопровод;
- перед намоткой обмоток вся поверхность ферритового кольца аккуратно покрывается тонким слоем клея БФ-2 и высушивается.
3.3. Выбор обмоточных проводов:
- все обмоточные провода (кроме провода в обмотке связи блокинг-генератора) марки типа ПЭЛ (провод эмалированный c лаковой изоляцией);
- диаметр алюминиевого провода первичной обмотки 0,64 мм, что даёт величину омического сопротивления одного погонного метра 0,0895 Ом;
- диаметры медных проводов для второй первичной и вторичной обмоток 0, 53 мм (сопротивление одного погонного метра 0,0795 мм);
- провод обмотки связи - литцендрат, состоящий из 14 медных жил диаметром 0,07 мм каждая в лаковой изоляции каждой жилы и в двойной шёлковой изоляции всего жгута. Внутри жгута жилы перевиты между собой таким образом, чтобы не вносить искажений во внешнее магнитное поле за счёт собственных токов, протекающих по обмотке связи.
3.4. Технология намотки обмоток:
- все три (две первичных и вторичная) обмотки наматываются одновременно в три жилы плотно виток к витку по всей внутренней окружности кольца и по возможности равномерно распределяются по всей наружной окружности кольца;
- провода обмоток располагаются так, чтобы провод вторичной обмотки всегда находился между алюминиевым и медным проводами первичной. Это позволит обеспечить практически одинаковую связь между первичной и вторичной обмотками, независимо от того, какая из первичных обмоток используется при проведении измерений;
- выводы обмоток фиксируются на кольце закреплением тонкой шёлковой нитью, a обмотки промазываются клеем БФ-2 и затем высушиваются;
- обмотка связи для дополнительного уменьшения влияния собственного магнитного поля на предыдущие обмотки наматывается виток к витку на кольце в месте "стыка" выводов предыдущих обмоток. Её выводы также закрепляются шёлковой нитью, и она также промазывается клеем БФ-2.
3.5. Размеры выводов импульсного трансформатора:
- определяются минимально необходимыми размерами для выполненя печатного монтажа c выбранной схемотехникой, но не должны превышать 10 мм.