Копилка

Уровни временных процессов в трансформаторе.

Схема экспа.
Ключуем первичку 400W тора (активное сопр. первички 3 Ом) от источника 30В.
Важно: ключуем редко. У меня 1 импульс в 1 сек.



И видим.....


P.S.
Подобный эффект смог увидеть только на тороидальных.
На других типах сердечников так чисто не проявляется.

Видео не мое.

Процессы в сердечнике, продолжение.
Соберем вот такую схему, с тем же самым 400Вт тором.


Одна из вторичек с номинальным напряжением (при питании от 220В) 92В нагружена на резистор 4 Ом.
Подалим длинный импульс постоянного тока 2А на вторую из вторичных обмоток, затем снимем его.
А затем начнем подавать редкие импульсы одинаковой длительности на первичку.
Полярность подаваемых импульсов противоположна начальному импульсу 2А.



Исходники

Pavel пишет: Если это рассмотреть с точки зрения давлений - насытили сердечник, создали область высокого давления (накачали камеру), а потом прерывисто сдуваем её. НО, постоянный поток на выходе возможен только в том случае, если к ней присоединена другая такая же область высокого давления (вторая накачанная камера), которая будет восполнять провалы потока в момент закрытия клапана на выходе первой камеры.
С уважением.

Pavel, а вот так понятнее будет ?
Тут мы имеем весь процесс за один импульс.
Прошу обратить внимание - таким будет только первый импульс после подачи противоположного тока в 2А. Во всех следующих за ним ток будет рости строго по классике начиная с перед него фронта сначала по пиле, затем по параболе. И так пока не подадим разворачивающий импульс.

Давайте внимательнее разберем опыт с подачей на первичку постоянного потенциала.
Вернемся в школу...
Если бы мы с Вами использовали катушку без сердечника, то получили бы чисто классическую картинку.
Естественно, временные интервалы, должны быть меньше, согласно меньшей индуктивности без сердечника.
И еще Важно напомнить о границах применимости. Классическая картинка не распространяется на начальную и конечные фазы подачи потенциала на катушку (непосредственно около фронтов).

Итак что нам говорит теория :
В любой ветви с индуктивностью ток не может изменяться скачком и в момент коммутации сохраняет то значение, которое он имел непосредственно перед моментом коммутации.
Попробуем согласиться с этим утверждением.
Насчет процесса начала протекания тока (замыкания цепи) вроде все по честному.
Есть, конечно, большой вопрос про применимость вышеприведенного утверждения для процесса физического размыкания (выключателем) цепи из индуктивности и источника ЭДС..
Однако давайте пока оставим этот вопрос на будущее, так как рискуем забраться в дебри...

Проверяем.
Индуктивность - первичка от транса на 100Вт. 1000 вит 0.53мм на каркасе 55х30мм. Активное сопротивление 16 Ом.
Сердечника нет



Итак ток начинает расти по экспоненте с 0 до значения, определяемого по закону Ома напряжением источника ЭДС и активным сопротивлением обмотки. Классика на высоте.

А теперь возьмем и добавим вторичную обмотку. 400витков. 7.8 Ом
И нагрузим ее на резистор 4 Ом





И опять все строго по классике. Ток во вторичке пропорционален скорости изменения тока в первичке.
ОЭДС пока не рассматриваем

Сравним на одной осцилке ток первички с и без нагрузкой 4 Ом на вторичке.
Сердечника все нет.







Заметим, что максимальный ток во вторичке из первой осцилки, равен току расчитанному по закону Ома:
ЭДС на вторичке исходя из соотношения витков на вольт первички и вторички, деленное на сумму внутреннего активного сопротивления вторички + нагрузка.
Ну и конечно же совершенно случайно, наш виртуальный ток имеет близкую к этому величину.

Итак катушку без сердечника мы уже посмотрели. Что то увидели, что то нет.
Но для каких то умозаключений нужны сравнения.
Так давайте вставим в катушку штатный (стальной) сердечник. Но не замкнем его.
То есть мы вставили в катушку металлический брус, собранный из полос трансформаторной стали.
Катушка та же, что и прежде. Опыт тот же, что и прежде.



То же самое - увеличено.


И сколько бы мы с Вами не ждали, повторяя тестовый импульс, картина останется той же самой.

А теперь давайте замкнем сердечник. Хотел бы заметить, что в целях упрощения понимания для всех трех эксов
(катушка на воздухе, катушка с незамкнутым сердечником и данный экс) используется одна и та же катушка с двумя обмотками. И в последних двух - один и тот же сердечник.
Как мы видим, вместе с замкнутым сердечником, система приобретает принципиально новое свойство.
Классика называет это гистерезисом. Если по простому - система приобретает возможность запоминать свое предыдущее состояние. Как мы поймем впоследствии, это новое свойство качественно меняет свойства системы.
Заметим, что как правило, в классических источниках на этом не особо заостряется внимание.

На данном типе сердечника (U образный, разрезной) картина будет несколько отличаться от той, которую мы видели на тороиде. Разницу в типах сердечников мы обязательно обсудим позднее.
Как и в том опыте, подадим ток в 2 А на обмотку чтобы "перевернуть" сердечник.
А затем подаем импульсы на первичку с током противоположной направленности.

Подаем первый импульс после "переворота".



А теперь второй.


Заметим, что на данном сердечнике, данном значении тока в импульсе и его длительности, отличается только первый и второй импульсы. Все последующие (до следующего переворота) будут идентичны второму.

Хлеб для народа. 1.
Судя по комментариям, народу стало не хватать хлеба. Эдакий голод.
Ну что-же. Давайте на время оставим зрелища...

По мере повествования будем вводить некоторые определения.
Принцип независимости воздействий (ПНВ).
Как правило, факторы воздействий (например поля или токи от разных источников) не видят друг друга и не могут напрямую взаимодействовать. Измеряемая нами суммарная (разностная) их суперпозиция обусловлена особенностями наших измерительных приборов, которые как правило, измеряют "среднюю температуру по больнице".

Итак коммутируем катушку "на воздухе". Пока это только одна обмотка на диэлектрическом каркасе.
Если бы вместо индуктивности было бы только активное сопротивление катушки R, то ток установился бы практически мгновенно в момент коммутации t0, и закончился бы в момент коммутации t1.
Однако как метко выразился lynx: "дело идёт со скрипом".
И вот ровно этот самый источник "скрипа" в классике и зовут - индуктивность.
В рамках данной ветки попытка ответа на этот глобальный вопрос: почему так? - способна завести нас очень далеко, а судя по постам, число участников готовых к конструктивному разговору на эту тему не так уж и велико.
Посему - давайте оставим этот вопрос для темы "мысли о немыслимом".

А сейчас поговорим о классической модели.
Катушка на схеме представлена в виде идеальной индуктивности и отдельно ее активного сопротивления.



Постулат классики : ток в цепи с индуктивностью не может измениться скачком.

Видимо чтобы не побеспокоить постулат, в схеме для обучения от классиков, находчиво предусмотрен мгновенный переключатель S. Сначала через него на индуктивность подается ЭДС от источника, а затем, в одно мгновение, источник отключается, а индуктивность закорачивается внешней перемычкой. Ну иначе, ежели не мгновенно и без закоротки, то не выйдет показать на графике непрерывный ток - понимаете?

Момент t0.
Подали значит мы ЭДС, аккурат в момент t0. Глянь, а ток то равен нулю - не может он, болезный, измениться мгновенно. Как же быть классике?! Объяснить народу то надо - иначе какие же они крутые перцы серьезные ученые!
Думали -думали, и придумали...
Ток через оную индуктивность составили из двух. Оговорюсь сразу - оба эти тока, не побоюсь этого слова, виртуальные... То есть захотите их измерить - не тут то было.
Один, нареченный вынужденным, возникает от любви приложенной ЭДС и активного сопротивления индуктивности. Как любое чувство с первого взгляда, возникает он - мгновенно. А что? Сопротивление то активное! На графике он отражен рыжей пунктирной линией. Однако чтоб совместить реальность с классической моделью (трудностей то не боимся!) пришлось добавить еще один виртуальный ток, гордо названный свободным. Он обозначен зеленым пунктиром.
И рождается он, родимый, от самой что ни наесть вредной ЭДС самоиндукции. Которая, не поверите, возникает мгновенно после подачи потенциала от внешнего источника на катушку.
Понимаю, что звучит диковато, но иначе модель не соберется. Так что не мешайте излагать, пока не забыл.
Появляется значит ЭДС самоиндукции и опять же мгновенно рождает ток. Иначе - никак!
Впрочем ток то - виртуальный! Так что, видимо, ограничения на непрерывность ему не свойственны.
И вот, из ихней так сказать суперпозиции..., и получается кривая возрастания тока в индуктивности. На графике он изображен - непрерывной голубой линией.
То есть суммирование зеленого и рыжего графиков дадут нам искомый голубой. Ура товарищи!

Эээээ, милейший, постойте. Мы же только не полпути! Ну вот, овации придется отложить и шампанское закупорить...

Наступил момент t1.
Клацнули мы значит мгновенным переключателем. И оборвали недолгую, но яркую, жизнь вынужденного тока. RIP...
А ток то скачком измениться не может! Опять мозговой штурм. Вообщем решили - пусть для разнообразия тогда мгновенно измениться ЭДС. То есть как только с индуктивности сняли ярмо в виде вынужденного тока от внешнего источника, она как распрямится, да как даст!
И выдает она ОЭДС, равную по амплитуде ( не бейте ногами - так в книжке написано!!!) , но противоположную по знаку ЭДС источника. Чуть не забыл, красный пунктир на графике - это виртуальное напряжение на идеальной индуктивности L.

Дальше все развивается по тому же сценарию, как и нарастание, но обратную сторону. Синий ток остается непрерывным, так как исчез рыжий. Постулат удовлетворен. И еще - на этом участке виртуальной и реальный токи как бы совпадают. Что, впрочем не мудрено, источника то в цепи нету. А ток, значит есть - да? Ох эти затейники.... Откуда-ж он берется - из голимых проводов, что ли?
Представляете? Из кучи накрученных на каркас проводов (!!!) прет, понимаете ли, вполне так конкретное электричество.
А вот как, скажем, не знаем мы предыстории (времени когда мы накачивали индуктивность внешним источником)?
Ведь ежели этого не знать, то так может и Кондратий хватить!
От себя заметим, что процесс спада тока в цепи индуктивности, по необъяснимым причинам, в учебниках описан намного скуднее, чем процесс возрастания...

Источники .
Источники
Источники