Электромоторы без противо-ЭДС. Трансформатор без противо эдсЭлектромагнетизм: Генератор с нулевым противо-ЭДС \Вот более обновлённый вариант схемы. Здесь добавлена группа ключей для коммутации крнденсатора, с которого энергия поступает на инвертор и на нагрузку. Сигналы управления навиты от генератора Стенли Мейера у которого использовалось два мотора, хотя описания само С. Мейера по включения непонятны. Говорят он саму ячеку запрещал показывать, значит все патенты можно рассматривать как общее описание его генератора водорода без раскрытия самой сути.   Однако сходство состоит в том, что между конденсатором и трансформатором стоит не просто дроссель а обмотка двигателя, а трансформатор заменён на мотор, хотя на видео именно мотор и генератор участвуют в генерации водорода. Для объяснения сути взял выдержку из патента. Данный график в моём варианте - это пачки чередующихся импульсов разряд-заряда. А паузы - это время за которое включается двигатель для раскрутки маховика. Соответственно ротор и маховик должны иметь достаточную массу, чтобы за счёт инерции стабилизировать ход двигателя. Поскольку на генераторе напряжения предполагаются сотни вольт, как и на конденсаторе, то при наличии паузы низковольтный источник отдаст мотору энергию автоматически. Итак, для закрепления материала Если обратно вернутся к циклам и цифрам, то первый цикл - это заряд конденсатора, второй цикл- это разряд конденсатора через обмотку генератора (двигателя) на обмотку. Предположим, что этот генератор вращает отдельный двигатель. обороты равны 1500 в минуту. Это частота вращения 25 оборотов в сек. Каждый оборот это 0.04 сек. Если За один оборотов происходит 5 зарядов и 5 разрядов, общее 10, то каждый разряд и заряд конденсатора по 0.004 секунлы. Это означает, что каждые 0.004 происходит чередования механического сопротивление внешнему мотору и вращению. Чем короче время заряда и разряда конденсатора, тем чаще происходит за один оборот моментов сопротивлению ускорению для внешнего привода типа электро-двигатель или ДВС. Чем больше масса маховика на валу, который обеспечит больше инерции, тем стабильнее будет осуществляться вращение системы внешний мотор моторо-генератор. Тем лучше будет восприниматься внешним мотором резкое чередование момента торможения и ускорения как отсутствие механического противодействия.
Электромоторы без противо-ЭДС - Энергетика и промышленность России - № 08 (124) апрель 2009 года - WWW.EPRUSSIA.RUГазета "Энергетика и промышленность России" | № 08 (124) апрель 2009 года Во время вращения барабанов они постоянно перемагничиваются. В определенные моменты у них нет магнитных свойств, и тогда они дружно падают друг на друга. При дальнейшем повороте барабанов пластины вновь намагничиваются и отталкиваются друг от друга, приподнимаясь в воздух.Сообщалось, что при полетах этих пластин они оказывают ровно такое же воздействие на барабаны, как и если бы они (пластины) были друг к другу приклеены. И как бы даже понятно почему. Автор таким образом рекламировал свой «вечный двигатель», в котором опускавшиеся друг на друга грузы производили полезную работу. При просматривании тем на различных форумах, посвященных попыткам построения электромотора без противо-ЭДС, мне пришла идея, что этот механизм можно использовать для достижения искомого эффекта применительно к мотору. Как именно? Принцип вращения Пусть пластины на рисунке являются ротором и статором мотора. Если вместо вращения барабанов использовать электромагнитное возбуждение, то перед нами – простейший иллюстрационный макет нового принципа. Остается лишь перевести этот принцип в реальный электродвигатель. В показанном устройстве пластины двигаются возвратно-поступательно, и это не подходит для мотора, где два реагирующих объекта должны двигаться друг относительно друга только в одну сторону. Поэтому применим другой вариант расположения с соблюдением указанного принципа. Мотор в этом варианте включает в себя цилиндр из не проводящего ток, прозрачного для магнитного поля материала, внутри которого закреплены пластины из магнитомягкого материала, и ротор, на котором параллельно оси также закреплены подобные пластины. Они выполняют роль полюсов. Для наведения в пластинах магнитного поля используем обмотку, которую навиваем на цилиндрическом корпусе мотора. Работает агрегат так. Когда полюса статора и ротора находятся почти друг против друга, на обмотку подаем напряжение. Магнитное поле катушки намагничивает полюса, но намагничивает не так, как на современных моторах, по направлению силовых линий магнитного поля вдоль диаметра мотора, а по‑иному: силовые линии располагаются в полюсах параллельно оси мотора. Намагниченные полюса отталкиваются, и ротор начинает вращение. Как только полюса ротора окажутся между двумя статорными полюсами, убираем напряжение – до тех пор, пока они вновь не приблизятся к другим полюсам. Таким образом, периодически подавая и убирая напряжение на обмотку возбуждения, можно достичь непрерывного одностороннего вращения вала мотора. Для того чтобы убрать периоды, когда вращению вала будет способствовать только инерция ротора, можно применить два аналогичных мотора, работающих на один вал, в которых периоды движения по инерции на одном моторе совпадали бы с периодами движения под воздействием поля на другом моторе. В этом случае магнитные поля, выходя из полюсов, должны попадать в воздух, у которого магнитная проницаемость очень маленькая, что приводит к их рассеиванию и вслед за этим – сильному снижению КПД мотора. Поэтому разработчики промышленного варианта могут воспользоваться предлагаемым ниже примером, где магнитное поле обмотки возбуждения доставляется непосредственно к полюсам мотора с использованием магнитопровода. Промышленный вариант В этом варианте используется несколько катушек с магнитопроводами. Концы магнитопроводов заканчиваются кольцом непосредственно там, где сходятся полюса ротора и статора. Кольцо охватывает весь тот участок, где полюсные наконечники находятся на самом минимальном расстояний друг от друга. В таком варианте должна оставаться неизменной индуктивность катушки возбуждения независимо от оборотов ротора, так как неизменной остается площадь сердечника обмотки возбуждения. Магнитная проницаемость и количество силовых линий магнитного поля, проходящих по сердечнику при цикле работы, тоже не меняется. (Электродвижущую силу самоиндукций мы в расчет не берем). При таком варианте конструкции электромотора не будет возникать и противо-ЭДС в обмотке возбуждения, приводящего в обычных моторах к ограничению оборотов электромотора при том или ином напряжении. То есть такой мотор будет после включения разгоняться до тех пор, пока центробежные силы не приведут к механическому разрушению конструкций. Указанный вариант принципа предполагает только взаимное отталкивание статора и ротора. Можно проверить работоспособность предлагаемого мною механизма. Вставьте два гвоздя в катушку рядом друг с другом вместо сердечника и подайте на катушку напряжение. Гвозди друг от друга оттолкнутся – то есть принцип работает. В сети Интернет автор выложил видео этого опыта. Важное уточнение: современные двигатели используют другой принцип, при котором эти «гвозди» засунуты в катушку не рядом, а последовательно, и при подаче на катушку напряжения они, наоборот, притягиваются. В этом разница между вариантами. Отличительной чертой механизмов является то, что намагниченные полюса двигаются как бы внутри обмотки возбуждения и при работе их поля никак не воздействуют на катушку – они взаимодействуют только между собой. То есть мы посторонним источником магнитного поля возбуждаем в моторе магнитное поле, и оно самостоятельно, не влияя на внешнее поле и его источник, начинает производить работу по отталкиванию друг от друга статора и ротора мотора. Поможет сверхпроводимость Такого эффекта мы добиваемся, применяя пластинки из магнитомягкого материала. Какими еще способами можно получить этот результат? Можно использовать вместо пластин из магнитомягкого материала короткозамкнутые контуры или такое уникальное явление, как сверхпроводимость. Берем круглый контур большого диаметра – он будет у нас играть роль контура возбуждения. Внутри его же плоскости располагаем два маленьких короткозамкнутых кольцеобразных контура – рабочих. Подаем на контур возбуждения переменное напряжение. Его магнитное поле тут же возбуждает в рабочих контурах ток. Естественно, при появлении тока вокруг них возникает магнитное поле. Все три контура своими полями взаимодействуют друг с другом, в результате чего рабочие контуры притягиваются к контуру возбуждения и одновременно с этим отталкиваются друг от друга. С приближением к контуру возбуждения отдельного рабочего контура его поле вызывает в нем токи, которые в сумме не дают большого кругового тока. То есть соответственно не возникает и большой противо-ЭДС в контуре возбуждения. Но нам нужно создать на основе всех этих фактов мотор, в котором будет вообще уничтожена любая противо-ЭДС. Как это сделать? Общий принцип построения этого мотора таков. В нем есть неподвижный контур возбуждения, внутри которого располагаются рабочие короткозамкнутые обмотки. Одну из них можно сделать неподвижной относительно контура возбуждения, превратив в статорную короткозамкнутую обмотку, а другую расположить на вращающемся роторе. Кроме того, можно сделать ось мотора составной! В результате одна сторона мотора будет вращаться в одну сторону, а другая половина в другую – при этом каждая половина вращается одним из рабочих контуров. Работает такой мотор следующим образом. В момент, когда рабочие контуры находятся рядом друг с другом, на контур возбуждения подаем напряжение. В случае использования сверхпроводимости можно подать постоянный ток. В рабочих контурах тут же возникает электрический ток и связанное с ним магнитное поле, в результате чего они отталкиваются друг от друга и начинают двигаться по кругу. В момент, когда они удаляются друг от друга на максимальное расстояние, напряжение убираем, катушки по инерции идут дальше и приблизятся друг к другу. Их необходимо расположить на статоре и роторе так, чтобы они могли пройти друг подле друга не соприкасаясь и находиться как можно ближе к одной плоскости. Как только они перестанут перекрываться – следует вновь подать импульс напряжения на обмотку возбуждения. Цикл повторяется до достижения постоянного вращения ротора. При любых оборотах ротора подача на обмотку возбуждения тока вызывает, посредством магнитного поля, аналогичные вихревые токи в рабочих обмотках, величина которых с ростом оборотов не меняется! В варианте с обмотками в качестве рабочих элементов не удается полностью убрать противо-ЭДС, но это не должно помешать построению мотора с обмотками, имеющего недостижимый в обычных моторах КПД, точнее – коэффициент преобразования энергии. В чем ноу-хау? Специалисты поняли наверно, что главная хитрость, позволяющая добиться уничтожения противо-ЭДС в рассмотренных двигателях, – это не непосредственная подача питающего тока в обмотки якоря и ротора, а возбуждение его в последних с использованием внешнего источника магнитного поля. Так же и в варианте с намагничивающимися и отталкивающимися друг от друга полосками из магнитомягкого материала – это не непосредственное возбуждение магнитного поля намотанными на них обмотками, а использование внешнего коммутируемого источника магнитного поля. Автору представляется, что точно таким же способом после небольшой переделки можно будет нейтрализовать противо-ЭДС и в используемых ныне электродвигателях. А какие перспективы будут у обновленных двигателей, думаю, объяснять не нужно. Это, в первую очередь, построение принципиально новых источников дешевой энергии с помощью магнитного поля. Всем известно, что механическая мощность, вырабатываемая на валу электромотора, прямо пропорциональна крутящему моменту на валу, помноженному на циклическую частоту вращения ротора. То есть с чем большими оборотами вращается вал электромотора, тем большая механическая мощность выделяется на нем. Поэтому мы должны как можно больше раскрутить вал, чтобы получить как можно большую механическую энергию. Обычные моторы для достижения этого должны потреблять все большую и большую электрическую мощность, которая все же меньше, чем вырабатываемая ими механическая мощность, так как с увеличением оборотов на обычном двигателе появляется противодействующая источнику питания электродвижущая сила, для нейтрализации которой необходимо все время повышать питающее напряжение, то есть – потребляемую электрическую мощность. Построенные на новом принципе моторы могут достичь любых оборотов без дополнительного повышения питающего напряжения, так как не будет возрастающей с повышением оборотов противодействующей источнику питания электродвижущей силы и, значит, не требуется повышения питающего мотор напряжения – читайте: мощности. К тому же часть энергии, израсходованной для питания мотора, можно будет вернуть посредством ЭДС самоиндукций (которую не следует путать с противо-ЭДС). Проверим на практике Для проверки – на самом ли деле двигающиеся вдоль контура возбуждения рабочие пластины ротора не будут наводить ЭДС, противодействующей дальнейшему нарастанию оборотов мотора, – был проведен следующий опыт. На катушке диаметром около 100 миллиметров была намотана обмотка из 300 витков провода диаметром 0,2 миллиметра. На концах загнутых Г-образных проводов нужным образом были приклеены два отталкивающихся друг от друга магнита. Эти магниты были введены в контур. Два этих магнита аналогичны намагниченным пластинам из магнитомягкого материала, отталкивающимся друг от друга и двигающимся вдоль обмотки возбуждения в работающем моторе. Если бы в обмотке возбуждения мотора поля этих пластин наводили какую‑то противо-ЭДС, ограничивающую обороты мотора, то в контуре двигающиеся вдоль обмотки магниты аналогично наводили бы ЭДС. Возможные наводки проверялись с применением осциллографа, настроенного на самую большую чувствительность. Осциллограф при вводе и выводе магнитов из катушки показывал явное наличие ЭДС. Но если Г-образные оси с магнитами располагались на оси катушки и затем магниты вначале прижимались друг к другу, а затем отпускались и двигались вдоль обмотки – то, как и следовало ожидать, никаких наводок осциллограф не показывал. Это подтверждает уверенность автора в том, что представленный им принцип построения электромоторов без противо-ЭДС совершенно реален. www.eprussia.ru Обратная ЭДС или отрицательное электричество…В двух словах: читайте внимательно, суть не в том какая нагрузка, а в том что падает ток потребления при подключении ее! В физике и инженерии нас всегда учили бороться с обратной эдс – спрашивается зачем!? Ни один физик ортодокс не может ответить на этот вопрос! А ведь эту энергию можно полезно использовать – только вот ведь незадача там не действуют стандартные законы физики! С обратной эдс возникает отрицательное напряжение, часто называемое отрицательным электричеством. В эксперименте с импульсным трансформатором на частоте 100 кгц, отделил отрицательную полуволну во вторичной обмотке (результат размагничивания сердечника) стандартным выпрямительным диодом и подключил 10 светодиодов (ток потребления 200 мА) параллельно. В холостом режиме импульсный источник потреблял ток в 280 мА, при подключении 10 светодиодов (к отрицательной полуволне) в вторичной обмотке трансформатора. Общий ток потребления падал до 190 мА! Замерялось двумя приборами одновременно. Потом Подключил еще 10 светодиодов, всего 20шт – номинальный ток потребления 400 мА. Общий ток потребления упал до 120 мА. При этом все светодиоды горели в полную яркость. Тут пришла идея измерить потребляемый ток светодиодов, и я подключил конденсатор для правильности измерения как фильтр, чтобы измерять постоянную составляющую. К моему удивлению яркость светодиодов слегка уменьшилась, но незначительно, а прибор показал ток потребления 20 светодиодов 40 мА. – Казалось бы – полный бред! Я по образованию инженер и работал инженером, сейчас занимаюсь ремонтом цифровой техники – вот и думаю, может я что упустил, может, есть объяснение стандартное и пригласил своих коллег по работе, толковые ребята тоже инженеры по образованию. Посмотрев на это с удивлением просто развели руками, никто не смог объяснить, почему и как такое может быть, чтобы общий ток потребления дважды падал при подключении нагрузки 1й и 2й..!? Данную схему и фото опытов я показал своему знакомому профессору, он преподавал ТОЭ в университете, на что он сказал – я конечно предполагаю в чем дело но до конца понять не могу (почесав затылок). Хочу добавить, при подключении еще большей нагрузки – попытка выйти за рамки кпд 1, ферритовый сердечник видимо перемагничивается, в результате на входе начинает потреблять очень большой ток до 4 ампер. И совершенно очевидно в данном опыте при подключении нагрузки к отрицательной полуволне во вторичной обмотке (то есть при размагничивании сердечника), на его намагничивание тратится меньше энергии, о чем свидетельствует падение потребляемого тока при подключении нагрузки 1 и нагрузки 2. Потребление энергии нагрузкой идет во время отсутствия импульса в первичной обмотке, таким образом, работа совершается только над намагничиванием сердечника. Есть аналогичные опыты у господина Мельниченко (трансформатор Мельниченко), там он говорит о резонансе. Резонанс в импульсных системах хорошее и полезное дело, но в данном случае к эффекту не имеет никакого отношения! Самое верное – это считать, что на сегодняшний день мы ни черта не знаем, не понимаем, а ортодоксальная физика уже не состоятельна, недостаточно объясняет (подчеркну, объясняет именно) как устроен и работает «мир»! Важно заметить! Изучая поставленные опыты людей, которые добились, каких либо эффектов заметил: что истинный смысл затрагивается лишь в скользь ввиду осторожности ну или же полный увод в сторону от истинного смысла (как правило, это когда уже кто следует, намекнет человеку чтобы молчал в тряпочку по данной теме!) Так и вышло с господином Мельниченко, у него несколько хороших опытов, в которых присутствуют эффекты, не поддающиеся пока объяснению ортодоксальной физикой. Так вот Мельниченко уже как года пол или даже год не выходит на связь, а из его сайта сделали коммерческий проект. И то, что показывают там и рассказывают за деньги явный увод в сторону! Еще хорошим примером будет Джон Бедини с своим изобретением, а в нем он ведь только намекает на то, что происходит и колесо с магнитами это так для отвода глаз! Джон Хатчисон который добился левитации любых предметов и изменения молекулярного состояния – тоже молчит в тряпочку! И все потому, что людям жить хочется! Бедини в своей лекции открыто говорит: - Ребята построите большой генератор и будете орать об этом и Вы вскоре исчезните как многие ученые и изобретатели! maxpark.com Новый взгляд на электродвигатель, или как победить противоЭДССекретные материалы  Ни для кого не является секретом что в современных электродвигателях львиная доля энергии расходуется на преодоление так называемой противоЭДС, то есть просто выбрасывается в никуда.
Таким образом мы видим что: Uд = Uп - Uг, где Uп - напряжение подведенное к двигателю Uг - напряжение выработанное двигателем при вращении ротора Uд - напряжение которое необходимо подать чтоб двигатель вращался на номинальных оборотах Чтобы увидеть наличие этой противоЭДС вспомним, как в двигателях постоянного тока осуществляется регулировка частоты вращения. Необходимо помнить что, двигатели постоянного тока разделяются по принципу возбуждения, - на двигатели с последовательным возбуждение, двигатели с параллельным возбуждением (независимым) и двигатели со смешанным возбуждением. Для начала рассмотрим двигатель с параллельным или независимым возбуждением. При номинальном напряжении на зажимах электродвигателя мы имеем номинальную частоту вращения якоря, теперь чтобы уменьшить частоту вращения двигателя нам необходимо снизить напряжение питания якоря, таким образом, уменьшая Uп ротора мы уменьшаем разницу между подводимым напряжением и наведенным в роторе Uг, в итоге напряжение Uд снижается и двигатель уменьшает обороты до номинальных на данном напряжении. Теперь чтобы увеличить частоту вращения ротора выше номинальных нам необходимо уменьшать ток возбуждения, т.е. снизить напряжение подаваемое на возбуждение электродвигателя. Таким образом мы уменьшаем Uг напряжение генерируемое в двигателе, в итоге двигательное напряжение Uд увеличивается и ротор набирает обороты до номинальных при данном двигательном напряжении. В двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением протекают аналогичные процессы, поэтому их нельзя включать на холостом ходу, в виду того что при малых токах двигателя, наводится незначительный магнитный поток возбуждения, что приводит к вырабатыванию малой величины генераторного напряжения и соответственно увеличению двигательного напряжения и росту оборотов до величины ограниченной только сопротивлением трения в подшипниках. Если же рассматривать двигатели переменного тока синхронного (асинхронного), то здесь все видно еще нагляднее. Есть такое понятие как пусковой ток, это ток который протекает через обмотки двигателя в момент пуска, пока двигатель не наберет номинальные обороты, то есть это ток который протекает через двигатель в тот момент, когда ротор не вращается и соответственно генераторная ЭДС Uг у него равна «НУЛЮ», двигательное напряжение равно напряжению питания, ток ограничен только активным сопротивлением обмоток статора. Отсюда можно сделать вывод что для того чтоб по обмоткам двигателя протекал номинальный ток, необходимо приложить гораздо меньшее напряжение, при условии отсутствия противоЭДС.
Помня о том что было сказано выше начнем конструирование электродвигателя без так называемой генераторной ЭДС, которая наводиться в двигателе при его вращении. Для начала, конечно же, вспомним самый простейший случай вращения рамки в магнитном поле.
Итак если вращать рамку в магнитном поле то по правилу правой руки в ней наводиться ЭДС, величина которой определяется по формуле: Ея = vBlsinα = vBl Где l – длина проводника v – скорость движения проводника B – величина магнитной индукции при замыкании рамки на нагрузку по ней протекает ток. Зайдем с другой стороны, если рамку с током поместить в магнитное поле, то по правилу
левой руки она начнет вращаться под действием силы: Fэм = IBlsinα = IBl Где l – длина проводника I – ток рамки B – величина магнитной индукции Тогда получается замкнутый круг, если по рамке течет ток, она вращается, в тоже время, если рамка вращается в ней наводиться ЭДС, и вся проблема в том, что оба эти процесса протекают одновременно и встречно друг другу.
Есть ли способ как то обойти этот закон физики? Надо попробовать. Начнем с того что попробуем избавиться от наведения ЭДС в рамке, чтоб такое проделать с вращающейся рамкой необходимо что бы оба плеча рамки проходили мимо одинакового полюса.
Но тогда скажете вы и обе силы Fэм , будут направлены в одну сторону и соответственно общий момент на валу будет равен 0. Верно. Как быть? Будем думать дальше. Вспомним все существующие на сегодняшний момент электродвигатели и сравним их принцип работы. Выясняется что обычный синхронный двигатель работает немного на другом принципе, а именно там вращающееся поле статора тянет за собой постоянное магнитное поле ротора, т.е. вращает обычный магнит. Тогда почему бы не попробовать просто намагничивать ротор, и тогда во внешнем магнитном поле ротор провернется на некоторый угол, с определенным моментом.
Теперь остается вопрос в том как все это совместить. Оказывается и эта проблема легко решаема. Если статор выполнить из шести полюсов а обмотку ротора распределить таким образом что бы каждая простейшая рамка обоими полуплечами одновременно находилась под одноименным полюсом мы получим как раз то что доктор прописал.
Таким образом получаем распределенную обмотку ротора и пропуская ток по обмоткам как показано на рисунке мы имеем необходимое нам намагничивание ротора. Осталось только немного привести все в надлежащий вид и мы имеем конструкцию двигателя без противоЭДС.
Автор сего опуса Чибирев Алексей Вячеславович. Дата публикации 11.02.2010г. Дата изобретения 02.09.2009г. Другой интересный материал: «Загоняем» асинхронный двигатель в резонанс
allpowr.su ТРАНСФОРМАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ | Энциклопедия КругосветСодержание статьиТРАНСФОРМАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, не имеющее подвижных частей электромагнитное устройство, служащее для передачи посредством магнитного поля электрической энергии из одной цепи переменного тока в другую без изменения частоты. Трансформатор может повышать его напряжение (повышающий трансформатор), понижать (например, измерительный трансформатор) или передавать энергию при том же напряжении, при каком он ее получил (разделительный трансформатор). Трансформаторы обладают высоким КПД: от 97% при небольших мощностях до свыше 99% при больших. Они имеют достаточно прочную конструкцию и относительно низкую стоимость на единицу передаваемой мощности. Трансформатор состоит из магнитопровода, представляющего собой набор пластин, которые обычно изготавливаются из кремнистой стали (рис. 1). На магнитопроводе располагаются две обмотки – первичная P и вторичная S. Для простоты обмотки показаны на разных стержнях магнитопровода. На самом деле при таком расположении обмоток переменный магнитный поток, создаваемый первичной обмоткой в магнитопроводе, недостаточно эффективно используется для наведения ЭДС во вторичной обмотке. Кроме того, такой трансформатор плохо поддавался бы регулированию. На практике первичные и вторичные обмотки располагают близко друг к другу (рис. 2).
На рис. 1 генератор переменного тока A подает ток I0 напряжения E1 на первичную обмотку P. В рассматриваемый момент ток в верхнем проводнике имеет положительное направление и возрастает, так что первичная обмотка создает в магнитопроводе магнитный поток F по часовой стрелке. Этот поток, пронизывающий обе обмотки, называется потоком взаимоиндукции; его изменение индуцирует электродвижущую силу (ЭДС) как в первичной, так и во вторичной обмотке. ЭДС, индуцированная в первичной обмотке, направлена против тока питания в ней и соответствует противо-ЭДС электродвигателя. ЭДС, индуцированная во вторичной обмотке, соответствует ЭДС электрогенератора и может быть подана на нагрузку. Величина индуцированной в обмотке трансформатора ЭДС дается формулой E = 4,44 Fm fN 10-8 В, где Fm – максимальное мгновенное значение магнитного потока F в максвеллах, f – частота в герцах и N – число витков. Поскольку поток Fm является общим для обеих обмоток, индуцированная в каждой из них ЭДС пропорциональна числу витков в соответствующей обмотке: E2 /E1 = N2 /N1. В обычном трансформаторе напряжения на зажимах отличаются от индуцированных ЭДС лишь на несколько процентов, так что для большинства практических целей указанные напряжения фактически пропорциональны соответствующим числам витков, V2 /V1 = N2 /N1. Ток I0 в отсутствие нагрузки (ток холостого хода) создает магнитный поток F и вместе с приложенным напряжением является источником потерь в магнитопроводе на гистерезис и вихревые токи. В режиме холостого хода потери I02R в меди первичной обмотки ничтожны. Ток холостого хода I0 составляет обычно от 1 до 2% номинального тока трансформатора, хотя в низкочастотных (25 Гц) трансформаторах он может достигать величины 5 или 6%. Если на рис. 1 переключатель X вторичной цепи замкнут, в ней течет ток. Согласно правилу Ленца, направление тока во вторичной обмотке таково, что он противодействует потоку F. Когда этот поток уменьшается, противо-ЭДС E1 первичной обмотки тоже уменьшается и ток в ней становится больше, обеспечивая передачу мощности, которая снимается затем со вторичной обмотки. Противо-ЭДС E1 отличается от приложенного напряжения V1 всего на 1–2%. Напряжение V1 постоянно. Если E1 постоянна, то поток взаимоиндукции F также постоянен, и, следовательно, постоянна магнитодвижущая сила (число ампер-витков), действующая на магнитопровод. Таким образом, увеличение МДС вторичной обмотки при приложении нагрузки должно уравновешиваться противоположной величиной МДС первичной обмотки. Ток холостого хода мал по сравнению с токами нагрузки и обычно значительно отличается от них по фазе. Пренебрегая им, имеем N2 I2 = N1 I1 и I2 /I1 = N1 /N2. Таким образом, в трансформаторе токи практически обратно пропорциональны количеству витков в соответствующих обмотках. Зависимость напряжения от нагрузки.На рис. 2 показан поперечный разрез одного плеча трансформатора со связанными первичной и вторичной обмотками P и S, причем первичная охватывает вторичную. Практически всегда имеется некоторая часть потока F, создаваемого первичным током, которая замыкается на одной лишь первичной обмотке P; это первичный поток рассеяния. Аналогично существует вторичный поток рассеяния. Оба эти потока создают реактивное сопротивление рассеяния в соответствующих цепях, что в сочетании с активным сопротивлением уменьшает напряжение на зажимах вторичной обмотки с включенной нагрузкой. На рис. 3 величина V1 представляет напряжение на зажимах первичной обмотки, а I1 – ток в ней, запаздывающий по отношению к V1 на q градусов. Напряжение I1R01 (находящееся в фазе с I1) и напряжение I1X01 (сдвинутое по отношению к I1 на 90° и опережающее его) суммируются векторно с V1, давая E1. В результате имеем
Опережающий ток берется со знаком минус. Если коэффициент мощности равен 1, то cosq = 1 и sinq = 0. При этом относительное изменение напряжения на первичной обмотке трансформатора при изменении нагрузки от оптимальной до режима холостого хода определяется отношением
Для вторичной обмотки имеем R02 = R01(N2 /N1)2 и X02 = X01(N2 /N1)2. Записывая аналогично предыдущему уравнение для Е2, получим такое же соотношение. Потери на активном и реактивном сопротивлениях трансформатора составляют от одного до трех процентов от напряжения на зажимах (на рис. 3 они показаны в увеличенном масштабе).
КПД преобразования трансформаторов настолько близок к единице, что при прямых измерениях на входе и выходе точность оказывается недостаточной. Более точный метод определения КПД состоит в измерении потерь Pc в магнитопроводе путем измерения мощности одной из обмоток без нагрузки, когда эта обмотка работает при номинальном напряжении. Тогда КПД (h) можно получить из формулы
Автотрансформаторы.Автотрансформатором называют трансформатор, в котором часть обмотки является общей как для первичной, так и для вторичной цепи. При низком коэффициенте трансформации автотрансформатор обеспечивает значительную экономию в стоимости и увеличение КПД по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором. На рис. 4,а показан автотрансформатор с коэффициентом трансформации 2. Предполагается, что коэффициент мощности равен 1, а потери и ток холостого хода незначительны. Непрерывная обмотка ac на магнитопроводе трансформатора может быть распределена между несколькими катушками на противоположных плечах магнитопровода. Чтобы получить коэффициент трансформации 2, делается отвод b от средней точки обмотки ac, а нагрузка вторичной обмотки подсоединяется между точками b и c. Для преобразования мощности обмотка ab является первичной, а bc – вторичной. Допустим, что ток нагрузки I составляет 20 А при 50 В. Ток 10 А течет от a к b и отсюда к нагрузке dd ў. Мощность, создаваемая током 10 А при падении напряжения 50 В на участке ав, составляет 500 Вт; эта мощность наводит магнитное поле в магнитопроводе, которое проявляется в индуцированном токе I2 = 10 А при напряжении 50 В между c и b. Таким образом, из суммарной мощности 1000 Вт на нагрузке 500 Вт передаются от a к b по проводам без трансформации, а 500 Вт – в результате трансформации. В обычном двухобмоточном трансформаторе потребовалась бы не только обмотка ac, рассчитанная на 100 В и 10 А, но также вторичная обмотка, рассчитанная на 50 В и 20 А и содержащая то же количество меди. Более того, при одной обмотке нужно меньше железа для магнитопровода (сердечника). Следовательно, в автотрансформаторе с коэффициентом трансформации 2 или 1/2 требуется вдвое меньше, чем в двухобмоточном трансформаторе, материала, да и потери сокращаются примерно наполовину.
На рис. 4,б показан автотрансформатор с первичной обмоткой на 100 В и коэффициентом трансформации 4/3. Нагрузка вторичной обмотки составляет 20 А при 75 В, что соответствует мощности на выходе 1500 Вт. Следовательно, первичный ток должен иметь величину 15 А. Отвод b сделан в точке, соответствующей трем четвертям числа витков от c к a. Ток 15 А течет от a к b и отсюда к нагрузке dd ў. Этот ток при падении напряжения 25 В на ab дает 15ґ25 = 375 Вт магнитному полю, которое индуцирует ток между c и b 5 А при 75 В, так что подвергаются трансформации только 375 Вт, а остальные 1125 Вт мощности передаются от 100 В- к 75 В-цепи по проводам. Таким образом, чтобы осуществлять трансформацию всей заданной мощности, для указанного трансформатора достаточно всего одной четвертой от того значения мощности, которое должен иметь соответствующий двухобмоточный трансформатор. Автотрансформаторы обычно используются для регулирования вторичного напряжения и трансформации с небольшими коэффициентами, такими, как 2 или 1/2. Они используются также для пускателей двигателей, уравнительных катушек и для многих других целей, требующих небольших коэффициентов трансформации. Измерительные трансформаторы.При высоких напряжениях трудно проводить измерения, поскольку высоковольтные приборы дороги и обычно громоздки; их точность подвержена воздействию статического электричества, к тому же они небезопасны. Когда ток превышает 60 А, нелегко обеспечить высокую точность амперметров из-за больших проводов и значительных ошибок, обусловленных паразитным полем концевых выводов. Кроме того, амперметры и катушки тока в высоковольтных цепях опасны для оператора. В измерительных трансформаторах тока и напряжения используются катушки напряжения на 100 В и катушки тока на 5 А. Вторичные обмотки должны быть заземлены. Если шкалы приборов не откалиброваны в коэффициентах трансформации, то показания надо умножать на соответствующий коэффициент трансформации. www.krugosvet.ru Противо-ЭДС, вихревые токи и магнитное демпфированиеФизика > Противо-ЭДС, вихревые токи и магнитное демпфирование
Противо-ЭДС, вихревые токи и магнитное демпфирование обусловлены индуцированной ЭДС. Их можно объяснить через закон индукции Фарадея. Задача обучения
Основные пункты
Термины
Противо-ЭДСДвигатели и генераторы сходятся во многих характеристиках. Первые трансформируют механическую энергию в электрическую, а вторые повторяют процесс в обратном направлении. Также они похожи по конструкции. При повороте катушки двигателя меняется магнитный поток и формируется ЭДС. Так что при вращении катушки двигатель функционирует как генератор. Согласно закону Ленца, индуцированная ЭДС сопротивляется всем изменениям, поэтому входящая ЭДС, питающая двигатель, вступит в противодействие с самогенерируемой ЭДС (противо-ЭДС). Вихревой токЭДС индуцируется при движении проводника по магнитному полю или, когда последнее перемещается по отношению к проводнику. Если движущей ЭДС удается создать токовую петлю, то мы именуем подобный ток вихревым. Они способны оказывать значительное сопротивление (магнитное демпфирование). Давайте изучим прибор с качающимся маятником между полюсами мощного магнита. Если маятник сделан из металла, то при вхождении и выходе из поля, он будет сильно отклоняться. Но если это щелевая металлическая пластина, то эффект влияния намного меньше. В изоляторе заметного воздействия вообще нет. Это общее физическое устройство для демонстрации изученных вихревых токов и магнитного демпфирования. (а) – Движение металлического маятника, раскачивающегося между полюсами магнита и стремительно затухающего из-за вихревых токов. (b) – Вихревые токи теряют эффективность при движении щелевого металлического маятника. (с) – Магнитное демпфирование на непроводящем маятнике также отсутствует, потому что вихревые токи крайне слабы В обоих случаях возникает сила, вступающая в сопротивление перемещению маятника. По мере отклонения влево, поток возрастает и создается вихревой ток (закон Фарадея) против часовой стрелки (закон Ленца). Когда металлическая пластина полностью погружается в поле, то вихревый ток отсутствует. Но при отходе пластинки справа, поток сокращается, создавая вихревой ток по часовой стрелке, что еще сильнее замедляет движение. Когда она входит и выходит из поля, то перемены в потоке вызывают вихревой ток. Магнитная сила на токовой петле сопротивляется движению. Ток и магнитное сопротивление отсутствуют, если пластина полностью погружена в однородное поле При вхождении щелевой металлической пластины, индуцируется ЭДС из-за перемены потока. Смежные петли обладают токами в противоположных направлениях, а их эффекты отменяются. Если применяется изоляционный материал, то вихревой ток крайне незначителен, как и магнитное демпфирование. Если нет необходимости в вихревых токах, то их прорезают или производят из тонких слоев проводящего материала, разделенного изолирующими листами. Вихревые токи, индуцированный в щелевой металлической пластине, входящей в магнитное поле. Они формируют небольшие петли, где силы стремятся к сокращению и приводят магнитное сопротивление к нулю v-kosmose.com |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
