Встречное включение катушек: парадокс. , Нарушение алгеброического закнона при вычитании ЭДС катушек Опции

[Ваня Иванов]

.
...Привожу точные данные этого опыта.
U(3)=5,65V
U(12)=5,68V
разница U(3)-U(12)=1,65V
Это явление где-то описано? Или я открыл в электродинамике что-то новое?

Уважаемый Lenseffect! Ничего не могу сказать об электродинамике, но в арифметике Вы действительно "открыли" что-то новое! Ума не приложу, как у Вас получилось: 5,65 - 5,68 = 1,65 ???

[rosck]

Я знаю об этом. Но при напряжении первичной обмотки в 6 вольт это несущественно. Ни обмотка, ни сердечник не греются.

А Вы напряжение поболее дайте и будет греться. Учтите что на магнитный поток действует и вихревой ток возникающий в таком "сердечнике" и он наводит свой магнитный поток противоположный основному и хотя этот магнитный поток компенсируется увеличением тока первичной обмотки у него есть также поток рассеивания. Способ изготовления сердечника, воздушные зазоры сердечника, неравномерные значительные вихревые токи, дают непредсказуемые результаты и одной формулой такой процесс врядли можно описать. По такому сердечнику пускать магнитный поток, это все равно, что пускать воду по дырявому шлангу.
В сварочных трансформаторах используется способ регулировки сварочного тока, изменением расстояния между первичной и вторичной обмотки. Никакого парадокса нету. Есть кривой магнитопровод. Зачем Вам все это нужно?

5,65 - 5,68 = 1,65 ???

Так его это и в ступор вводит. Про это можно сказать что хотя ЭДС по знаку примерно равны, но они отличаются по вектору. Из-за неравномерных вихревых токов. И если учесть отличия по вектору то получится 5,68 - 5,68 не будут равняться 0

Сообщение отредактировал rosck - 14.7.2017, 18:20

[Dimka1]

Неужели магнитный поток, отходя от намагничивающей катушки, уменьшается, а приближаясь к ней - увеличивается? Как-то это не логично.

Посмотрите тему "Расчет цепей со взаимоиндуктивными связами". Тема сложная.
В вашей установке три катушки. Между каждыми из них будет свой коэффициент связи между 1 и 2 катушкой, между 2 и 3 катушклй между 1 и 3 катушкой. Эти коэфициенты связи зависят от размещения катушек на сердечнике (одна ближе, другая дальше). Соответственно напряжения на катушках могут иметь разные фазовые сдвиги, отсюда может быть неравенство 0 при одинаковых напряжениях.
Вы попробуйте белую катушку (первичка) разместить между двумя синими (вторички), плотно их прижав к друг другу. Потом проведите измерения.
Если Вы собираете что-то конкретное, то подберите взаимное расположение катушек таким образом, чтобы напряжения были одинаковыми, а их разность равна нулю и закрепите их на сердечнике клеем.

Сообщение отредактировал Dimka1 - 14.7.2017, 20:51

[Lenseffect]

Посмотрите тему "Расчет цепей со взаимоиндуктивными связами". Тема сложная.
В вашей установке три катушки. Между каждыми из них будет свой коэффициент связи между 1 и 2 катушкой, между 2 и 3 катушклй между 1 и 3 катушкой. Эти коэфициенты связи зависят от размещения катушек на сердечнике (одна ближе, другая дальше). Соответственно напряжения на катушках могут иметь разные фазовые сдвиги, отсюда может быть неравенство 0 при одинаковых напряжениях.
Вы попробуйте белую катушку (первичка) разместить между двумя синими (вторички), плотно их прижав к друг другу. Потом проведите измерения.
Если Вы собираете что-то конкретное, то подберите взаимное расположение катушек таким образом, чтобы напряжения были одинаковыми, а их разность равна нулю и закрепите их на сердечнике клеем.

Вот-вот, хотелось бы побольше узнать про фазовый сдвиг. Если не трудно.
Первичная обмотка зелёного цвета, на всех рисунках обозначена "0".
Взаимное расположение катушек подобрано таким образом, что напряжение на них одинаковое, а разность одинаковых напряжений(!) тем не менее не равна нулю.

Уважаемый Lenseffect! Ничего не могу сказать об электродинамике, но в арифметике Вы действительно "открыли" что-то новое! Ума не приложу, как у Вас получилось: 5,65 - 5,68 = 1,65 ???

А Вы соберите подобную схему, проведите измерения, и сами убедитесь, что правильнее - арифметика или показания прибора.


Уважаемый rosck!
Целью описанного опыта является не нагрев магнитопровода. Я хочу разобраться в возникшем эффекте.
Ни я, ни Вы, ни кто-то другой при изготовлении трансформатора не станет умышленно растягивать магнитопровод и лепить туда встречно подключенные сердечники.
Именно поэтому подобный эффект и остался незамеченным. По логике вещей надо бы попробовать изучить его, а не отмахиваться.
Вы упомянули про вихревые токи. Это всего лишь потери. И в каждой части магнитопровода они пропорциональны основному магнитному потоку. ЭДС в катушках наводится уже с их учётом.
Кривой магнитопровод? Даже в таком магнитопроводе действуют законы индукции. А вот по какому закону одинаковые противо-ЭДС не компенсируются?

Сообщение отредактировал Lenseffect - 14.7.2017, 22:00

[razread]

Есть такое понятие как магнитное сопротивление магнитопровода. Есть ещё токи Фуко. Поэтому магнитный поток очень неравномерно распределён по магнитопроводу, из этого и получается у вас разное напряжение по обмоткам.
Также ещё есть петля гистерезиса.

Сообщение отредактировал razread - 14.7.2017, 22:32

[rosck]

Вот-вот, хотелось бы побольше узнать про фазовый сдвиг.
А Вы соберите подобную схему, проведите измерения, и сами убедитесь, что правильнее - арифметика или показания прибора.

Это как в трехфазной сети 220+220 не равно 440 вольт, а равно 380 вольт потому что угол между фазами не 180, а 120 градусов.
Для подтверждения Вам нужен двух канальный осциллограф.

Целью описанного опыта является не нагрев магнитопровода. Я хочу разобраться в возникшем эффекте.
Именно поэтому подобный эффект и остался незамеченным. По логике вещей надо бы попробовать изучить его, а не отмахиваться.
Вы упомянули про вихревые токи. Это всего лишь потери.

Практический смысл Ваших изучений непонятен. Берите нормальный сердечник и изучайте на здоровье.
Нормальный сердечник набирается из полос электротехнической стали, пускай он будет даже не электротехнической. Но обязательно должен состоять из тонких полос изолированных одна от другой , применять такой сердечник это все равно, что намотать по всей длине магнитопровода много обмоток и каждую замкнуть накоротко. Поэтому вихревые токи в вашем сердечнике в процентном отношение очень большие. И хотя трансформатор вроде как работает без нагрузки в холостую, на самом деле это не так, в к каждой части магнитопровода есть вихревые токи. Из за того, что сердечник монолитный они существенные, сердечник не однородный, вихревые токи в каждой части разные. Они наводят свой магнитный поток противоположный основному. Причем у этих поток будет также рассеивание, замыкание магнитных линий не по сердечнику, а по воздуху. В разных точках магнитопровода поток будет не одинаков. Это и вызывает сдвиг векторов ( фаз) между ЭДС разных катушек. Вы берете не идеальный сердечник и пытаетесь описать процесс формулой для идеального сердечника. Вы можете получить одинаковые ЭДС если намотаете все катушки друг на друга.

[Marten]

В следующем опыте использовались три одинаковые катушки. Напомню, количество витков в каждой по 1080.
Катушка "3" размещается рядом с первичной обмоткой на том же стержне. Катушки "1" и"2" на ярме. Все три катушки подключены последовательно,
причём, "1" и "2" согласно друг другу, а "3" встречно.
Меняя взаимное расположение катушек, я добился того, что ЭДС "3" катушки равнялась сумме ЭДС катушек "1" и"2".

Всё же, хотелось бы услышать Ваше мнение по поводу несоответствия математического действия и результатов замера.

Есть ещё такое понятие в трансформаторах - как индуктивность рассеивания и она включена последовательно. И имеет соответственно определенное сопротивление, на определенной , в данном случае (50Hz) частоте.
В идеале минимальной индуктивностью рассеивания будет обладать трансформатор намотанный на бублике (круглом в сечении а не квадратном), да еще что бы обмотки равномерно по всему магнитопроводу размещались... Да еще что бы обмотки как можно ближе к друг-другу были (в идеале - одна в другой ) Да ещё многое чего в идеале... Например бесконечно большая магнитная проницаемость сердечника...

В большинстве своем, конструктивно стараются, ее, индуктивность эту - как правило минимизировать... Но иногда она и заметную роль играет... Например - сварочные трансформаторы серии ТДМ4хх. Магнитопровод выполнен в виде П, при чем ноги у П, очень длинные. Обмотки, как первичек, так и вторичек "дисковые". И механическим приводом - расстояние между обмотками меняется, (с помощью винтового привода по этим "ногам П", обмотки либо сближаются либо наоборот.) так же меняется и сварочный ток, благодаря изменению индуктивности рассеивания, которая как говорилось выше - включена последовательно... Хотя коэффициент трансформации остался неизменен. (витки то не меняли ).

Р.S/

Практический смысл Ваших изучений непонятен. Берите нормальный сердечник и изучайте на здоровье.
Нормальный сердечник набирается из полос электротехнической стали, пускай он будет даже не электротехнической.

Лайк! Плюс! Искренне!
А то резцы...,
блин этак мы далее и до пачки одноразовых джилеттов в качестве электротехнической стали дойдём

[Lenseffect]

Добрый вечер.
Я благодарю всех, кто ответил в этой теме. Но я так и не услышал разъяснений по своему вопросу. По какой причине возник сдвиг фаз?
Почему он так зависит от расстояния до катушки?
В идеале хотелось бы использовать осциллограф.
Неужели это никому не интересно? Ведь это не шаблонная задача.

[razread]

По какой причине возник сдвиг фаз?

Про петлю гистерезиса почитайте. У ферромагнетиков магнитная проницаемость переменная величина и зависит от магнитного потока. В вашем случае вы используете в качестве магнитопровода, так называемый, магнитотвёрдый материал у которого широкая петля гистерезиса.

Петля гистерезиса это кривая изменение магнитного момента образца под действием периодического изменения напряжённости поля. Слово гистерезис обозначает запаздывание или отставание. При воздействии магнитного поля на ферромагнетики их магнитный момент меняется не сразу, а с некоторой задержкой.

[Marten]

Добрый вечер.
Я благодарю всех, кто ответил в этой теме. Но я так и не услышал разъяснений по своему вопросу. По какой причине возник сдвиг фаз?
Почему он так зависит от расстояния до катушки?
В идеале хотелось бы использовать осциллограф.

Прошу пардона.... Мой однолучевой детский С112 спит и видит сны...
А про идуктивности в цепи переменного тока, и какие сдвиги фаз (тока относительно напряжения) Вы в Википедии найдете...

Петля гистерезиса это кривая изменение магнитного момента образца под действием периодического изменения напряжённости поля. Слово гистерезис обозначает запаздывание или отставание. При воздействии магнитного поля на ферромагнетики их магнитный момент меняется не сразу, а с некоторой задержкой.

Не знаю конкретно какая там петля... Характеристики Bs, пусть сам топикстартер снимает, со своих резцов... Но тот факт что от положения катушек у него напряжение "гуляет" ничем кроме Ls объяснить не могу... Возможно и заблуждаюсь...

[Dimka1]

Добрый вечер.
Я благодарю всех, кто ответил в этой теме. Но я так и не услышал разъяснений по своему вопросу. По какой причине возник сдвиг фаз?
Почему он так зависит от расстояния до катушки?
В идеале хотелось бы использовать осциллограф.
Неужели это никому не интересно? Ведь это не шаблонная задача.

Чтобы был разговор предметным, то Вот Ваша схема, с примерными числовыми данными. Запишите для двух контуров схемы систему двух уравнений по 2 закону Кирхгофа, найдите из нее токи в контурах J1, J2, и зная J2, найдите напряжение на сопротивлении нагрузки R1 и посмотрите чему оно будет равно при одинаковых и разных коэффициентах связи k12, k13. Сможете сделать?

[Lenseffect]

Чтобы был разговор предметным, то Вот Ваша схема, с примерными числовыми данными. Запишите для двух контуров схемы систему двух уравнений по 2 закону Кирхгофа, найдите из нее токи в контурах J1, J2, и зная J2, найдите напряжение на сопротивлении нагрузки R1 и посмотрите чему оно будет равно при одинаковых и разных коэффициентах связи k12, k13. Сможете сделать?

Да, сложновато. Но Ваша схема не совсем правильна. Все три катушки (1, 2 и 3) подключены последовательно, просто катушка "3" антагонист к двум другим, подключена встречно.

Если мне не изменяет память, второй закон Кирхгофа тут неприменим. Ведь там должны быть узлы, а у меня линейная магнитная цепь.

Про петлю гистерезиса почитайте. У ферромагнетиков магнитная проницаемость переменная величина и зависит от магнитного потока. В вашем случае вы используете в качестве магнитопровода, так называемый, магнитотвёрдый материал у которого широкая петля гистерезиса.

Петля гистерезиса это кривая изменение магнитного момента образца под действием периодического изменения напряжённости поля. Слово гистерезис обозначает запаздывание или отставание. При воздействии магнитного поля на ферромагнетики их магнитный момент меняется не сразу, а с некоторой задержкой.

Спасибо, разумная мысль. Я тоже об этом подумал вначале. Получается, что на перемагничивание доменов затрачивается какой-то малый промежуток времени.
Это происходит не одномоментно, а как бы по очереди вдоль цепи. И чем длиннее магнитопровод, тем дольше длится этот процесс. Тем проще заметить сдвиг фаз в разных частях сердечника.
Но...
Это как-то не вяжется с классикой. Помните, как рисуют магнитный поток стрелкой вдоль магнитопровода? Как на моём первом рисунке. Это не так.
На практике перемагничивание происходит в обе стороны от первичной обмотки вдоль сердечника до его центра. Причём, чем дальше от обмотки, тем магнитный поток слабее.
Налицо нарушение закона полного тока.
Ведь при достаточно длинном магнитопроводе в его центре это поток будет нулевым. И как это представить? Вот от обмотки намагничивается сердечник. Магнитный поток пошёл вдоль магнитопровода, постепенно уменьшаясь. Вот он исчез в центре, потом появился, стал расти. И подойдя с другой стороны к катушке, снова принял своё максимальное значение.
Возможно, что от магнитного сопротивления материала зависит скорость перемагничивания. Как вы считаете?

Странно, все сообщения в одну кучу лепятся.


Сообщение отредактировал Lenseffect - 16.7.2017, 22:42

[Dimka1]

Да, сложновато. Но Ваша схема не совсем правильна. Все три катушки (1, 2 и 3) подключены последовательно, просто катушка "3" антагонист к двум другим, подключена встречно.

Я начертил ту, что понял из Ваших сообщений. Начертите свою-правильную.

Если мне не изменяет память, второй закон Кирхгофа тут неприменим. Ведь там должны быть узлы, а у меня линейная магнитная цепь.

Lenseffect, Вы плаваете в простых вещах. У Вас образование то какое?
Применимо тут все. Такие схемы давно исследованы и являются шаблонными задачами, просто у Вас знаний не хватает обосновать свои "открытия". Вам подучиться надо. Раздел, который Вам нужно освоить, я уже называл.

[sasha4312]

Что Вы мозги здесь всем пудрите? У Вас обычный трансформатор с круто падающей характеристикой. Все сварочники так устроены, обмотки расположены не друг над другом, а разнесены. Возьмите вольтметр с бесконечным внутренним сопротивлением и 5-5 будет ровно =0. И почитайте, если Вам так хочется о сварочных трансформаторах и о круто падающих характеристиках трансформаторов.

[Lenseffect]

Что Вы мозги здесь всем пудрите? У Вас обычный трансформатор с круто падающей характеристикой. Все сварочники так устроены, обмотки расположены не друг над другом, а разнесены. Возьмите вольтметр с бесконечным внутренним сопротивлением и 5-5 будет ровно =0. И почитайте, если Вам так хочется о сварочных трансформаторах и о круто падающих характеристиках трансформаторов.

Хуже вашей неспособности понять условия задачи может быть только нежелание это сделать.
Отойдите от шаблонов, взгляните на это непредвзято.
Ваш "вольтметр с бесконечным внутренним сопротивлением" такой же миф, как и идеальный трансформатор. Зачем лапшу на уши вешать? Или вы думаете, что замеряемое напряжение из другой реальности?
Тестер показывает нуль, если катушки расположены на одинаковом удалении от первичной обмотки. Но если сдвинуть одну катушку, будет зарегистрирована разница ЭДС. Откуда она взялась?
А почему Вы приравняли мой трансформатор к сварочному?

Я начертил ту, что понял из Ваших сообщений. Начертите свою-правильную.



Lenseffect, Вы плаваете в простых вещах. У Вас образование то какое?
Применимо тут все. Такие схемы давно исследованы и являются шаблонными задачами, просто у Вас знаний не хватает обосновать свои "открытия". Вам подучиться надо. Раздел, который Вам нужно освоить, я уже называл.

В вашем сообщении http://www.electrik.org/forum/index.php?sh...st&p=472785 вы упомянули про фазовые сдвиги, о которых я высказался в предположительной форме в своих ранних сообщениях.
Хотелось бы заострить внимание только на этом. Простой вопрос, на который я не могу до сих пор получить ответ. Можно ли объяснить разницу ЭДС сдвигом сигнала во времени? Если да, то каков физический процесс данного явления?
Меня интересует схема, показанная в этом посте: http://www.electrik.org/forum/index.php?sh...st&p=472737
Вы человек грамотный, на вас вся надежда.


Dimka1, плавать - не значит тонуть. Мне простительно, я закончил технарь 25 лет назад.
В какой "шаблонной задаче" упоминается про сдвиг по фазе в магнитопроводе? Буду очень признателен, если кинете ссылочку.
О законах Кирхгофа. Я решил, что речь идёт о магнитных цепях. Если брать электрические, то тоже не всё ладно.
В замкнутом контуре алгебраическая сумма э.д.с. равна алгебраической сумме падений напряжения в ветвях, образующих этот замкнутый контур.

[Roman D]

Отфрезерованные резцы. Это что за материал в катушкостоении?

[Tad]

А по-моему всё элементарно, Ватсон) Как известно, коэффициент магнитной связи катушек зависит, в частности, от положения сердечника относительно катушек, которое Вы меняете, двигая их. Отсюда и наблюдаемое явление.

И, кстати, Dimka1, Вам уже намекал на это.

[Lenseffect]

А по-моему всё элементарно, Ватсон) Как известно, коэффициент магнитной связи катушек зависит, в частности, от положения сердечника относительно катушек, которое Вы меняете, двигая их. Отсюда и наблюдаемое явление.

И, кстати, Dimka1, Вам уже намекал на это.

Это да, наводимая э.д.с. зависит. Но 5-5 не 0. От чего зависит это?
Кстати, закону Кирхгофа данное обстоятельство тоже не соответствует. С этим как быть?

Сообщение отредактировал Lenseffect - 20.7.2017, 14:04

[Pantryk]

У меня получается, что сердечник далеко в насышении. кто-нибудь еще считал?

[Dimka1]

Я цепь со взаимоиндукцией считал с тремя катушками (схема выше). Когда M12 и М13 одинаковые, то при любом M23 тока в выходной цепи нет и напряжение равно нулю. Если M12 и М13 разные (катушки смещены), то ток в выходной цепи появляется и создает в нагрузке напряжение, которое и фиксируется вольтметром.

Но объяснять ему что-то дальше я не вижу смысла, т.к. знаний у него в этой области нет.