Принцип работы генератора Капанадзе

Структура бифилярной обмотки типа «Граната»


Ссылка на файл «Работа бифилярных обмоток типа _граната.pdf»
cloud.mail.ru/public/7yCX/675FzRd1r



Рис.1. Трансформаторы с бифилярными обмотками. 1,2 - два варианта устройства асимметрии обмоток трансформаторов.




Рис.2. Бифилярная обмотка типа «Граната» с индуктором; обмотка 1 – индуктор, обмотка 2 – первая, рабочая часть бифилярной обмотки, 3 – вторая, компенсирующая часть бифилярной обмотки.

Нужно обратить особое внимание, что индукция во вторичных контурах ЭДС возможна как электрическими полями, образованными с торцов катушек, так и вихревыми полями, находящимися по бокам катушек вокруг них. Но торцевые и боковые поля с расстоянием ослабевают.

На этом ослаблении электрических полей по мере удаления от катушки может быть построена асимметрия трансформатора с бифилярными обмотками типа «граната».

На рисунке Рис.1. красным и синим цветом, показаны части вторичной бифилярной обмотки трансформатора. Рабочая часть - красный цвет, компенсирующая часть - синий цвет. Желтым цветом показана первичная обмотка – индуктор.
Торцевые поля синих обмоток и боковые поля красных взаимно компенсируются на индукторе, вследствие чего противо-эдс со стороны вторичной бифилярной обмотки на индукторе отсутствует, или, по крайней мере, она близка к нулю. Посредством подбора индуктивностей обмоток и расстояний можно добиться компенсации противо-эдс вторичной обмотки трансформатора на индукторе.

Тогда как индуктор наводит больше ЭДС в красной обмотке, чем в синей, по причине удаленности синей обмотки. Вследствие чего, в целом в бифилярной обмотке наводится ЭДС от изменения магнитного потока индуктора и появляется электрический ток. Если реактивные сопротивления бифилярной обмотки обнулены включением емкостей, то ток совпадает с напряжением по фазе, что увеличивает мощность. Но эта мощность не передается обратно на индуктор, так как поток бифилярной обмотки в целом в районе индуктора обнулен.
Подробнее о данных видах асимметричных трансформаторов мы скажем в следующем разделе «Смысл бифилярной обмотки типа «Граната»
.
Смысл бифилярной обмотки типа «Граната»




Работа бифилярной обмотки типа «Граната» основана на компенсации магнитного потока вторичной обмотки трансформатора в области первичной обмотки – индуктора. В том числе, на компенсации в целом магнитного потока.
Для магнитных потоков бифилярной обмотки мы можем записать равенство нулю суммарного магнитного потока бифилярной обмотки

ФΣбиф = Ф1+Ф2 = 0
С учетом магнитного потока индуктора получаем суммарный поток равный магнитному потоку индуктора.

ФΣ = Фi+Ф1+Ф2 = Фi
Ф1,Ф2- магнитные потоки вторичных обмоток, Фi- магнитный поток индуктора;

Вследствие равенства нулю суммарного магнитного потока бифилярной обмотки, его изменение не оказывает влияния на индуктор и на саму бифилярную обмотку. В связи с чем, на индукторе отсутствуют или почти отсутствуют противо-эдс наводимые вторичным бифилярным контуром трансформатора с асимметричной связью первичного и вторичного магнитного потока трансформатора. Так же противо-эдс индукции отсутствуют и на самом вторичном, бифилярном контуре. Вследствие чего, данный трансформатор работает без индуктивных сопротивлений на вторичном контуре, и вторичных противо-эдс на первичном контуре.

Индуктивные сопротивления присутствуют только на первичном контуре, и они равны сопротивлениям холостого хода трансформатора. Их так же можно уменьшить, если включить первичный индукционный контур трансформатора в паре с конденсатором, образовав колебательный контур с хорошей добротностью, в котором сторонними колебаниями напряжения будет осуществляться резонанс тока.

В то же время, как Вы видите на рисунке Рис.2 трансформатора, индуктор (обмотка 1) может наводить ЭДС в первой части бифилярной обмотки (обмотка 2). При этом, магнитное поле индуктора в районе второй части бифилярной обмотки понижено, вследствие ее удаленности. Вследствие чего, взаимодействие магнитного потока индуктора с частями бифилярной обмотки становится асимметричным. И в бифилярной обмотке в целом появляется напряжение и ток, наведенный изменением магнитного потока индуктора.

В то же время магнитная индукция второй части бифилярной обмотки (обмотка 3 на Рис.2.) расположенной сбоку первой части бифилярной обмотки (обмотка 2 Рис.2.) должна быть подобрана так, чтобы ее индукция при изменении бокового магнитного поля катушки полностью компенсировала ЭДС создаваемую первой частью бифилярной обмотки на индукторе. То есть мы должны подобрать индукции обмоток так, чтобы они полностью или почти полностью обнулялись в районе индуктора, и изменение тока в бифилярной обмотке не создавало ЭДС на индукторе. Или хотя бы так, чтобы эта ЭДС была бы минимальной. Что и будет гарантией асимметричности работы данного трансформатора по магнитным потокам первичного и вторичного контуров.

Таким образом, напряжение на бифилярной обмотке равно изменению потока индуктора
Uбиф =- (dФi)/dt
Вторичное напряжение противо-эдс создаваемое вторичной обмоткой на первичной обмотке равно нулю, вследствие равенства нулю магнитного потока бифилярной обмотки.
U(противо-эдс) =- (dФΣбиф)/dt = 0
так как ФΣбиф = 0

Поэтому, можно сказать, что противо-эдс на первичном контуре трансформатора отсутствует.
Поскольку индуктивное сопротивление бифилярной обмотки обнулено, вследствие равенства нулю ее потока. И если эта обмотка выходит на выпрямитель через трансформатор, первичный контур которого обладает индуктивностью. То в цепь вторичной бифилярной обмотки должна быть встроена емкость конденсатора так, чтобы вторичная обмотка являлась колебательным контуром с высокой добротностью.

Тогда во вторичном контуре останется только активное сопротивление, и его ток может быть значительно поднят по величине. Так как изменение тока вторичного контура вследствие обнуления магнитного потока бифилярной обмотки в районе индуктора не сказывается на образовании противо-эдс в первичной обмотке. Ввиду чего, данный трансформатор с бифилярной обмоткой становится токонезависимым трансформатором без противо-эдс.
Соответственно, так как и первичная обмотка и вторичный контур бифилярного трансформатора входят в свои колебательные контуры, то эти контуры должны быть настроены в резонанс.

Так как в обоих контурах есть только активное сопротивление (вследствие компенсации реактивных сопротивлений), то ток совпадает с напряжением. Сдвиги фаз напряжения и тока внутри контуров отсутствуют. Вследствие чего, мощность, создаваемая и в первичном и во вторичном контуре, используется оптимально. При этом, присутствует ЭДС первичного контура на вторичном контуре. Но отсутствует ЭДС вторичного контура на первичном контуре, ввиду бифилярной компенсации магнитного потока.

В данном трансформаторе с асимметричными потоками, вследствие его независимости от величины тока во вторичной обмотке может быть реализован принцип генерации как необходимой, так и дополнительной энергии. Если величина генерации энергии во вторичной обмотке превосходит величину затрат энергии в первичной обмотке, то мы имеем генерацию дополнительной энергии. Вследствие этого, произведение тока на напряжение во вторичном контуре должно быть значительно больше, чем в первичном контуре.

Ni ≪ Nбиф
IiUi ≪ Iбиф Uбиф

Что может быть достигнуто за счет увеличения количества витков в первой части асимметричной бифилярной обмотки, на которую действует индуктор. Что создаст увеличение напряжения во вторичном контуре. В то же время, так как реактивные сопротивления вторичного контура обнулены, то в нем может быть достигнут весьма значительный ток. Для чего провод вторичного контура должен иметь соответствующее сечение. Таким образом, мощность вторичного контура может быть значительно увеличена, по сравнению с мощностью первичного контура. Поскольку трансформатор не зависит от тока в бифилярной обмотке, то увеличение мощности вторичного контура не создает противо-эдс на первичном контуре. Ввиду чего, ток и напряжение контуров работают синхронно.
Что и позволяет трансформатору генерировать во вторичном контуре большую мощность и энергию, чем энергия и мощность, потребляемая в первичном контуре. Умножив мощности контуров на время, получим энергии контуров.

N_i t≪N_биф t
I_i U_i t≪I_биф U_биф t
Отсюда получаем неравенство затрат и генерации энергии в трансформаторе
Wi ≪ Wбиф
И вычисляем величину генерации дополнительной и необходимой энергии
Wдоп=Wбиф -Wi
Wнеобх = Wi
Wi- затраты энергии на индукторе; Wдоп- дополнительная энергия получаемая на вторичном, бифилярном контуре трансформатора; Wбиф - общая энергия получаемая на бифилярном контуре, как сумма необходимой и прибавочной энергии;

Нужно особенно подчеркнуть, что энергия между контурами не передается, а генерируется во вторичном контуре, как необходимая, так и прибавочная энергия. Что производит изменение магнитного потока индуктора и создаваемые им силы Ампера-Лоренца на вторичном контуре. Тогда как необходимая энергия в первичном контуре затрачивается полями сопротивлений, за счет торможения в нем зарядов. Отсутствие передачи энергии в системах, при ее генерации и потреблении, позволяет обосновать существование сверхъединичных систем, в которых величины генерации превосходят затраты. В связи с чем, КПД данного асимметричного трансформатора будет равен отношению генерации во вторичном контуре суммы необходимой и прибавочной энергии, к затратам необходимой энергии в первичном контуре трансформатора.

КПД= Wбиф/Wi =(Wнеобх+Wдоп)/Wнеобх >1

Таким образом, асимметрия бифилярной обмотки типа «Граната» делает трансформатор асимметричным, и позволяет генерировать в нем как необходимую, так и дополнительную энергию для его работы. Как и для работы всего устройства и нагрузки, которое снабжает необходимой и дополнительной энергией и мощностью данный трансформатор.

Трансформатор, как источник энергии

То есть данный трансформатор может быть источником энергии, таким же, как топливо, только не требующим никакого пополнения энергии извне, так как энергия в трансформаторе производится не потенциальным электрическим полем трансформатора, и она неисчерпаема, пока трансформатор и схема находится в рабочем состоянии.