www.skif.biz

<][ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 ][>

Смотрю, тема набирает обороты. Тогда вставлю и свои "пять копеек".
Как-то баловался со схемкой генератора прямоугольных импульсов с зеленого матрикса на микросхеме TL494. Подключал разные катушки, смотрел на осциллографе форму тока через катушку и напряжение. И со стандартными катушками соленоидного типа, намотанными как обычно, все было по классике- чем выше индуктивность, тем меньше величина тока, проходящего через катушку за период следования импульсов. Логично, ведь формулу индуктивного реактивного сопротивления X=w*L никто не отменял.
Собственно, при подключении большой индуктивности типа первичной обмотки мощного трансформатора от лампового телевизора, ток вообще был на грани чувствительности цифрового амперметра - измеренное значение индуктивности обмотки было порядка нескольких Генри, что для частот свыше 100 килогерц уже было просто непробиваемой преградой.
Однако введение такого простого радиоэлемента, как высокочастотный диод, подключенный в обратной полярности к нашей могучей индуктивности, сразу резко изменило картину- высокочастотный пульсирующий ток стал очень мощно заходить в эту же самую катушку, наплевав на ее огромную индуктивность. Собственно величина пульсирующего тока ограничивалась разве что собственным сопротивлением провода катушки! И ток этот через катушку порождал естественно столь же мощное магнитное поле внутри сердечника- если сделать электромагнит, то можно вполне реально ощутить эту самую механическую силу.
Да, естественно, сам диод разогревался проходящим через него импульсом тока, но все в пределах нормы, если диод подобрать достаточно мощным и установить его на радиатор.
Что же в этом такого необычного?- можно сказать, -ведь уже давно в регуляторах частоты вращения коллекторных электродвигателей постоянного тока вовсю применяются эти самые обратные диоды! Да, но в схемах ШИМ-регуляторов диоды официально стоят для гашения импульса самоиндукции, возникающего при резком окончании прямоугольного импульса питания. В вышеупомянутой же схеме с простым советским мощным дросселем мне интересен самый первый такт работы этого включения.
В тот момент, когда ключевой транзистор открывается, ток через обратный диод течь вроде бы не должен, и напряжение на катушке должно нарастать в соответствии с формулами Максвелла и многих других умных товарищей. Однако какого-то лешего он тут же начинает течь, и судя по форме тока - почти правильный прямоугольник- довольно успешно! И это при том, что сам диод- достаточно нелинейный прибор, и своей вольт-амперной характеристикой вносит существенные изменения в происходящие процессы.
Какое может быть этому объяснение?
Пока мне кажется, что дело обстоит так. В начальный момент времени индуктивность отключена, и тока в ней нет. Далее мы подаем на концы катушки разность потенциалов. И тут, в соответствии с правилом Ленца, катушка начинает формировать обратный ток, препятствующий впихиванию нашего прямого тока. И в схеме без диода все происходит по классике- этот самый обратный ток течет по этому же проводу и резко тормозит наш прямой ток. Результирующий ток и есть тот мизер, что регистрирует амперметр.
Однако, в случае с подключением диода, ситуация резко меняется. При подключении диода обратный ток катушки начинает течь не через генератор, а замыкается тут же через диод сам на себя, с одного вывода катушки индуктивности на другой. А прямой ток радостно забегает в катушку по освободившемуся пути.
Тут на какой-то ветке форума уже мелькала мысль, что мощную индуктивность для ускорения скорости входа в неё тока желательно замкнуть накоротко каким-то образом, и вот, получается, закорачивание ее обратным диодом- это один из возможных вариантов? Да, этот способ годится только для однополярных импульсов, но ведь и это уже немало, особенно если вспомнить конструктив и описание работы того же генератора Хаббарда...
Кто что думает по этому поводу?
Вот кстати ссылка на ютуб по поводу вхождения тока в индуктивность


- Правка 26.07.13(21:21) - SIM

Ты , вроде как всё и объяснил.
Хочу лишь уточнить....


Вот и мне он интересен.
Для снятия всех вопросов необходим одиночный импульс.



Гистерезис сердечника... По учебнику домены поворачиваются(вращаются) в массе сердечника в нелинейной зависимости от внешнего поля. Все(подавляющее большинство) трансформаторные девайсы работают с этой зависимостью начиная с нуля намагниченности.
Хорошо известно, что усилительные приборы(транзисторы, лампы) для повышения линейности усилительной характеристики нуждаются в смещении рабочей точки. А вот в сердечниках такой подход не практикуется. Более того, почему-то непременно работают с перемагничиванием, мотивируя большей эффективностью в части количества энергии "упакованной" в магнитное поле железки, намагниченной с нуля.

Но в твоём случае скорее всего имеет место накачка индуктивности последовательностью коротких импульсов постоянного тока, обратный ход которых не успевает спадать к моменту прихода очередного импульса.
Если нет осцилла, используй одиночный импульс. В механической аналогии сие напоминает раскрутку колеса ударами по касательной к ободу колеса.

Диод это такой конденсатор малой ёмкости с очень большой утечкой в одну сторону. Что если ток перезаряда ёмкости перехода диода и задаёт такое смещение рабочей точки на петле гистерезиса сердечника?
Подобное смещение можно организовать, внедрив в сердечник постоянный магнит, задав тем самым некоторую начальную намагниченность.
Однако, с магнитом не удастся размагнитить сердечник полностью.

- Правка 27.07.13(08:04) - street

При возникновении и нарастании обратного хода ЭДС самоиндукции, катушка индуктивности оказывается нагруженной на переходное сопротивление диода и поэтому цепь оказывается под нагрузкой и возникает большой контурный ток. За счёт этого под действием мощного однополярного импульсного тока в катушке индуктивности и вокруг неё возникает магнитное поле.

- Правка 27.07.13(05:58) - Мангуст

Для полноты понимания происходящих процессов в колебательном контуре.

Основой всех колебательных процессов является колебательный контур.
Основной физический параметр среды, это эпсилон диэлектрической и мю магнитной проницаемости.

Предлагаю рассмотреть процесс подачи тока и накопления энергии в катушке индуктивности и в конденсаторе.

Подадим электрический ток в колебательный LC контур как показано на рис.:




Под действием поданного в LC колебательный контур электрического тока энергия электрического заряда накапливается в параллельно включенной LC цепи: в катушке индуктивности и в конденсаторе.

Конденсатор заряжается и накапливает энергию электрического заряда до уровня поданного на него напряжения и также одновременно под действием электрического тока накапливается энергия в катушке индуктивности.

При отключении LC колебательного контура от источника тока, конденсатор остаётся полностью заряженным энергией электрического заряда, а в катушке индуктивности так же накоплена энергия, в этот момент их электрические потенциалы равны, а общая накопленная энергия выглядит так:

Wобщ. = WC +WL

и поэтому при возникновении явления ЭМ индукции в LC колебательном контуре возникает первоначальный мощный ЭМ выброс тока и напряжения за счёт первоначального перераспределения накопленной энергии между катушкой индуктивности и заряженным конденсатором.

Это начальный переходный процесс перераспределения энергии между заряженным конденсатором и между катушкой индуктивности который возникает сразу после отключения LC колебательного контура от источника постоянного тока, перед тем как LC колебательный контур станет электрическим маятником, в котором будут происходить затухающие колебания с плавным переходом энергии конденсатора в энергию катушки индуктивности и наоборот.

При отключении LC колебательного контура от источника тока в этот момент оба элемента: конденсатор и катушка индуктивности включены параллельно и накопили энергию электрического заряда и ЭМ энергию, поэтому при отключении LC колебательного контура от источника тока, каждый из элементов конденсатор и катушка индуктивности в этот момент становится самостоятельным источником тока.

Далее возникнет переходный процесс с плавным перераспределением и переходом энергии в колебательной системе работающей в качестве электрического маятника, в которой энергия заряженного конденсатора плавно переходит в энергию катушки индуктивности и наоборот.

В данном случае рассматривается подключение двух элементов LC колебательного контура к источнику тока и общая накопление энергия в конденсаторе и в катушке индуктивности которая потом плавно перераспределяется между конденсатором и катушкой индуктивности.

При отключении колебательного контура от источника тока, в момент возникновения явления ЭМ индукции заряженный конденсатор сразу оказывается нагруженным на катушку индуктивности и поэтому между конденсатором и катушкой индуктивности возникает контурный ток за счёт чего под действием контурного тока происходит ускоренный процесс передачи дополнительной энергии от заряженного конденсатора катушке индуктивности.

После отключения катушки индуктивности от источника тока, в ней возникает ЭДС самоиндукции и начинает нарастать с противоположным знаком электрической поляризации.

В этот момент катушка индуктивности является самостоятельным источником тока.

А так как два источника тока: заряженный конденсатор и катушка индуктивности накопили энергию электрического заряда и ЭМ энергию и подключенны последовательно, то между ними возникает контурный ток.

К примеру: возьмите два аккумулятора и подключите их последовательно. При замыкании мы получим КЗ и провода могут сгореть. Возьмите два заряженных конденсатора и подключите их последовательно, получим КЗ и они разрядятся. Возьмите два заряженных конденсатора и катушку индуктивности и подключите их последовательно. Энергия двух заряженных конденсаторов перейдёт в ЭМ энергию катушки индуктивности. И т.д.

Вернёмся к происходящему процессу.

Вместо аккумуляторов мы имеем заряженный конденсатор и реактивный элемент - катушку индуктивности, в которой накопилась ЭМ энергия.

Что произойдёт если изначально энергия накоплена и в конденсаторе и в катушке индуктивности, а в колебательном контуре только начинается процесс затухающих колебаний?

Возникнет большой контурный ток между конденсатором и катушкой индуктивности, за счёт этого в катушке индуктивности появится дополнительная ЭМ энергия, которая при затухающих колебаниях будет плавно переходить из энергии катушки индуктивности в энергию конденсатора и наоборот.

Маятник.
В верхней точке неподвижен, вся энергия потенциальная.
В нижней точке летит, вся энергия кинетическая.
В промежуточных положениях имеют место быть обе.

Маятник не только отклонили от положения равновесия , но и толкнули .
LC-контур.
Всё то же самое.

Всё легко и просто.

Согласен.

Для того, чтобы размагнитить и перемагнитить ферромагнитный сердечник необходимо затратить определённое количество энергии за единицу времени. Можно ускорить процесс и уменьшить время размагничивания и перемагничивания сердечника, для этого необходимо подать в катушку индуктивности большой ток.

SIM написал о факте появления магнитного поля при ПОДКЛЮЧЕНИИ. Или ты рассматриваешь момент выравнивания напряжения на элементах контура , как отключение?


В ёмкости перехода диода? Её там мизер для столь большой индуктивности.

Да, быстренько, на коленке собрал схему из вешеуказанного видеоролика. Сперва проверил на лампочках- удедился что действительно время запаздывания загорания составляет около 1 секунды (для этой цели надо использовать лампы как можно меньшей мощности).
Ну а затем подсоединил параллельно дросселю обратный диод. К сожалению, ничего в поведении лампочек не поменялось- при подаче одиночного импульса (кнопкой) время задержки нарастания прямого тока в индуктивность осталось точно таким же, как и без диода. Значит, ты прав, street,

Видимо, большая частота следования импульсов делает свое дело, и "по ложке наполняется цистерна".
Кстати, если в этой одиночной схеме заменить лампочки светодиодами, то никакой задержки времени их включения не будет! Что, в общем-то, логично, раз светодиод отсекает прохождение обратного тока самим своим диодом.

Просто у светика ток потребления оцэнь мал, а светит ярко.
Надо либо светиков оченьмнога, либо индуктивность очень увеличить.

Как-то это плохо стыкуется с видимым эффектом... Если поставить лампы мощные, от фар автомобиля, то задержки вспыхивания не будет (при одной и той же индуктивности, в моем случае 1,74 Гн), я постепенно уменьшал мощность ламп (от поворотов, от габаритов...), пока не получил устойчивый эффект на лампочках подсветки панели приборов (12 вольт 100 мА). Сделал вывод, что со светодиодами с нагрузочным резистором в 1 кОм и током 20 мА задержка будет еще сильнее, но эксперимент показал обратное- оба светодиода вспыхивали одновременно и ярко.

я это понял и ответил постом выше.
Затем рассмотрел возникающий контурный ток и последующее перераспределение энергии при отключении источника тока от электрической цепи колебательного контура.

Диод в прямом включении становится проводником тока с эквивалентным омическим сопротивлением R возникающим в p-n переходе, а при обратном включении при поляризации кристалла в p-n переходе, диод становится диэлектриком и изолятором тока с возникающей при этом электрической ёмкостью т.е. является конденсатором.

В эксе SIM подаёт в многовитковую высокоомную катушку индуктивности электрический потенциал с напряжением порядка 10-20 В с мизерным током проводимости который возникает в проводнике многовитковой катушки индуктивности, насыщает ЭМ энергией катушку индуктивности, а затем получает большой контурный ток в электрической цепи: катушка индуктивности - полупроводниковый диод, поэтому катушка индуктивности которая в момент явления ЭДС самоиндукции является самостоятельным источником тока оказывается нагружена омическим сопротивлением p-n перехода диода, и под действием большого тока возникающего в электрической цепи, в результате катушка индуктивности становится источником магнитного поля.

- Правка 27.07.13(11:30) - Мангуст

Как думаете, что происходит при обратном сворачивании магнитного поля?

сопротивления "забыл" дорисовать...
вот это похоже в твоём духе
Зарядка конденсатора от источника постоянной ЭДС
однако объединив со своим постом получишь результат, грубо расходящийся с практикой

Во многих схемах диод емкость или индуктивность создают точку смещения. В данном варианте , через 100мс произойдет насыщения сердечника и индуктивность будет только сама катушки без сердечника.
Индуктивность в данной конструкции состоит из трех индуктивностей длины провода, самой катушки, и сердечника.
Когда катушке приложить напряжение ток в цепи потечет , после прохода фазового импульса и зависит только от длины провода катушки. Это иногда называют радианной энергией. Потом начнет накапливаться энергия в самой катушке, а потом в сердечнике.
Для понимания процесса в данной конструкции , можно представить три шестеренки с разным передаточным числом на оси каждой надета пружина.
Это как раз дает понять, почему обратная ЭДС в катушках сердечником может достигать 20 раз больше ,чем приложенной.
Чтобы понять данное явление. Нужно объяснить опыт Ампера. И двух проводов когда они притягиваются или отталкиваются.

Про катушки индуктивности и про конденсаторы нужно создавать отдельные темы.

- Правка 28.07.13(18:13) - Мангуст

Аааа... дык я-ж думал, что ток везде "одинаков", хоть при разряде конденсатора, хоть от батарейки
Опять же опыт Виталия с разборным конденсатором - на пластинах "заряда" нет, значит и по проводам никакой "заряд" течь не может, иначе бы он накапливался на пластинах
Интересно, а что тогда провода греет, ежели этими проводами кондёр на 220 вольт сунуть?
Как видишь, всё по теме - и ток, и закон Ома, и ЗСЭ.

<][ 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 ][>

У Вас нет прав отвечать в этой теме.

Форум - Научные идеи, теории, предположения... - идеи и теории, научные и бредовые... - Что такое электрический ток? Закон Ома и ЗСЭ. - Стр 11