Все по звуковым трансформаторам

[illarionovsp]

Дорогой Высокоуважаемый Заслуженный Ветеран RX man. Ваше Превосходительство!
Напряжение на трансфоматоре больше напр. питания, потому что энергия в трансформаторе накоплена. Раньше её лампа поддерживала, а когда она закрыта, вся энергия в нагрузку уходит.
Столько можно долбить одно и тоже? Я писал об этом года 3 тому назад. Статья на моей странице в тубеауди есть. Отмикрокапил я это дело. Полоса по импульсу в моей новой проге рассчитывается. Исходник посмотреть можно.
Я понимаю, чукча не читатель, но всё-же меру знать то надо.
Про зазор любую книгу по ТОЭ посмотрите. Хотя бы:
Касаткин А.С., Немцов М.В. Курс злектротехники. М.: ВШ. 2005.
Вам конкретно страницы указать или сами сможете найти?
Раз придёшь на свой любимый портал, после месяц от воза чепухи освободиться не можешь.
С ув., СП.

 

[Oleg]

Олег, я Вас тут так уже "натыкал", что мне вас жалко. Прямо избиение ягнят какое - то
.

А придётся таки натыкать.
Рисуем модель в микрокап. Резистор 5кОм и индуктивность 100000Гн (ну так, на всякий случай).
Подаём на эту цепочку сигнал с источника тока, у которого переменный ток амплитудой 100мА наложен на постоянную составляющую 100мА.
Смотрим графики. Первый - напряжение на резисторе. Амплитуда 500вольт. Тут всё понятно. 5000*0.1=500. Пиковая мощность в нагрузке 50 Ватт.
Дальше интересней. Второй график - мощность, потребляемая от источника I1. На отрицательной полуволне (маркер А) мощность больше нуля, и в пике достигает 100 ватт - в два раза больше, чем на резисторе. Реактивная мощность в индуктивности (третий график) при этом больше нуля (индуктивность накапливает энергию), и в пике достигает 50Ватт.
На положительной полуволне (маркер В) мощность, потребляемая от I1, равна нулю. Реактивная мощность в индуктивности поменяла знак (индуктивность теперь отдаёт энергию), и в пике по модулю равна тем самым 50 Ваттам, которые так необходимы нагрузке, и которых не даёт источник.
В свете закона сохранения энергии как прокомментируете эти картинки?

 

[RX_man]

Все эти разговоры об энергии, о мощности и приравнивание груш к яблокам сводятся только к одному -

Амплитуда переменной индукции на самой нижней рабочей частоте должна быть меньше величины индукции постоянного подмагничивания.

Поэтому собственно величина постоянного тока и индуктивность и определят максимальную мощность трансформатора.

Именно поэтому и приходится увеличивать сечение - можно намотать немного витков, сделать побольше зазор, но мощности не будет, потому что не будет индуктивности (переменная индукция будет достигать максимума при малом напряжении), приходится брать сердечник больше, делать зазор меньше. Для получения достаточной индуктивности при том же токе.

Прикидочно (не учитывая нагрузку, т.е. эта мощность потребляется реактивностью) так: P=(Io/1.41)^2*2*pi*F*L
Обычно за нижнюю граничную частоту принимают ту, на которой реактивная мощность равна мощности, отдаваемой в нагрузку.

На самом деле, конечно, еще надо поделить на два, а то и на четыре. Надо смотреть по ВАХ и линии нагрузки, учитывая комплексность.

 

[Oleg]

Все эти разговоры об энергии, о мощности и приравнивание груш к яблокам сводятся только к одному -

Не надо сводить к чему -либо все эти разговоры. Хотите уйти от отвестственности за "базар"? Я не отстану от Вас, пока публично не признаете мою правоту. С меня хватит тех помоев, что Вы на меня вылили.

 

[RX_man]

Напряжение на трансфоматоре больше напр. питания, потому что энергия в трансформаторе накоплена. Раньше её лампа поддерживала, а когда она закрыта, вся энергия в нагрузку уходит.
Столько можно долбить одно и тоже?

Вот именно - одно и то же. Лампа в SE никогда не закрывается! Ток через нее протекает всегда, и мощность потребляется весь период. От минимума до максимума.

 

[Oleg]

Лампа в SE никогда не закрывается!

И никогда не открывается? Или она всё время только открывается? Насколько широко?

Для большей наглядности, чтобы у самых ярых скептиков не осталось сомнений, дополню графики. Первый график напряжения на резисторе заменю на график активной мощности в нагрузке (резисторе).
Добавляю 4-й график - энергия поля в катушке по формуле L*I^2/2.
Видно, что при положительном значении реактивной мощности в катушке, энергия поля растёт, при отрицательном - убывает.
Пятый график - сумма мощностей на резисторе и индуктивности. Пятый график в точности повторяет второй - потребляемую от источника мощность. В полном соответствии с законом сохранения энергии

 

[hydr]

А нам совершенно не нужно знать проницаемость Материала. Нам надо знать хотя бы одну проницаемость - при сборке без зазора (т.е. с технологическим) или при сборке с прокладкой известной толщины.

Ну вот, несколько теплее. Нужно только убрать "или".
При сборке без зазора, даже если предположить, что половинки подогнаны идеально ( чего в практике не встречалось) то все равно ничего не выйдет, в плане высокой точности.
Вот под руку подвернулся ПЛ 25*50 - 80. Снимем характеристики при амплитудном значении индукции в 0,8Тл. При таком среднем значении индукции индукция по внутреннему периметру будет 0,99Тл а по внешнему 0,61Тл.
Так вот, проницаемость материала сердечника по внешнему и по внутреннему периметру будет различной и что важно общая проницаемость сердечника не является среднеарифметическим значением проницаемости в крайних сечениях.
Если же мы вводим прокладку, скажем 0,2мм, то уже различие в индукции по сечению, +- единичка ко второй значащей цифре.
Принципиально другие условия работы сердечника, однако.
Так, что не надо морочить голову. В первом приближении прикинули толщину прокладки, зарядили в сердечник и вот теперь снимайте характеристику. Эта характеристика намагничивания не будет геометрически подобна характеристике снятой без прокладки.

С уважением hydr.

 

[RX_man]

Олег, вся Ваша неправота доказывается элементарно просто.

Носителем энергии магнитного поля является ни что иное, как вектор магнитной индукции.

Это означает, что изменение магнитного поля Всегда сопровождается изменением Индукции в сердечнике.

Если трансформатор "накапливает" энергию на одной полуволне, а на другой "отдает" это должно сопровождаться изменением индукции В.

Однако для нагруженного трансформатора это не так.

При протекании через первичную обмотку переменного тока I1 (примем индуктивность трансформатора стремящейся к бесконечности, а коэф. трансформации равным единице) во вторичной обмотке возникает равный ему ток I2 но противоположный по направлению. Эти токи создают Противоположные по направлению, но равные по модулю векторы магнитной индукции.

Таким образом, переменная индукция в нагруженном трансформаторе в любой момент времени равна нулю.

Нет изменения магнитной индукции - нет изменения уровня энергии.

В реальном трансформаторе имеется еще Две индукции - индукция постоянного подмагничивания, которая всего лишь "сдвигает" уровень намагниченности с нуля и индукция переменного подмагничивания, возникающая из за конечной индуктивности обмотки.

Не надо забывать, что изменение тока в любой из обмоток индуцирует ЭДС в другой магнитосвязанной с ней обмотке.
Таким образом, как изменение тока в первичной обмотке индуцирует ЭДС во вторичной, так и наоборот.


В=mu*N*I/lcр

Мгновенное значение индукции в первичной обмотке в любой момент времени

B1=mu*N1*I1/lср

Во вторичной:

B2=mu*N2*I2/lcp

для двух магнитосвязанных обмоток N1*I1=N2*I2, таким образом |B1|=|B2|

Суммарная магнитная индукция нагруженного трансформатора Всегда равен нулю, плюс:

Bреакт=mu*N1*U1/lcр*2*pi*F*L
(именно эта индукция "болтается" от тока лампы и мешает нам жить)

Плюс Впост=mu*N1*Iпост/lcр.

С точки зрения энергии:

В любой момент времени энергия первичной обмотки W=L*(Iмгн+Iпост)^2/2, и при этом через вторичную обмотку протекает Противоположный ток (т.е. осуществляется отбор энергии) W=L*(Iмгн)^2/2

Если вычесть из первого второе, получим, что суммарная энергия является константой, равной W=L*Iпост^2/2

Плюс реактивная энергия, мгновенное амплитудное значение которой по принятым нами граничым условиям на нижней граничной частоте равна W.

Вот и все доказательство. Примерно просто и ясно. Если уж и так не понятно, тогда уже ничто не поможет

Еще можно постчитать по мгновенным значениям напряжения и формуле

B=U*1E8/4.443*F*N*Sc и, помня, что U1 и U2 всегда пропорциональны, но противоположны, прийти к выводу, что индукция не меняется.

Собственно, это то же самое, что и выше показано.

Она выводится так:

F=N*I (1)
H=F/lср (2)
B=mu*H (3)
L=mu*N^2*Sc/lср (4)
Z=2*pi*F*L (5)
I=U/R (6)

Поскольку нам неизвесен ток, но известно напряжение, вычислим ток по закону Ома

I=U/R=U/2*pi*F*L

Подставим значение L формула (6)

I=U*lср/2*pi*F*mu*N^2*Sc

Из (3), (2) и (1) B=mu*N*I/lср (Гс)

Подставим вычисленное значение тока

B=mu*N*U*lср/lср*2*pi*F*mu*N^2*Sc= U/2*pi*F*N*Sc (Тл)

Тут Sc в м^2

Вспомним, что 1Тл=10000Гс.
1м^2=10000 см^2

B=U*10E8/6,283*F*N*Sc (Тл)

Здесь U - амплитудное значение напряжения. Значит, для применения в расчете действующего значения необходимо умножить на 1,414

Получаем В=U*E8*1,414/6,283*F*N*Sc=U*E8/4.443*F*N*Sc (Тл)


Кто дочитал до конца - герой

 

[RX_man]

Если же мы вводим прокладку, скажем 0,2мм, то уже различие в индукции по сечению, +- единичка ко второй значащей цифре.
Принципиально другие условия работы сердечника, однако.
Так, что не надо морочить голову. В первом приближении прикинули толщину прокладки, зарядили в сердечник и вот теперь снимайте характеристику. Эта характеристика намагничивания не будет геометрически подобна характеристике снятой без прокладки.
.

Будет!

Проверено на множестве сердечников.
Вот пример - кривые намагничивания для сердечников 16кв М4Hi-B и 7,7кв M4 (без хай би).

Все совершенно точно совпадает с расчетом.
Я бы не говорил, если бы многократно не проверил.

Другое дело, что без зазора железо Намного кривее. Но тут есть одна тонкость. Можно посчитать, насколько оно линеаризуется зазором, т.е. для каждой индукции свой коэф. относительности (снижения проницаемости).

В процентах. Этот вопрос я тоже тщательно изучил.

 

[hydr]

Таким образом, переменная индукция в нагруженном трансформаторе в любой момент времени равна нулю.

Кто дочитал до конца - герой

Коллега так нельзя! Никогда не равна нулю.

Равна, В = U / 4,44*S*F*W.

С уважением hydr.

 

[RX_man]

Коллега так нельзя! Никогда не равна нулю.

Равна, В = U / 4,44*S*F*W.

Читайте внимательнее Равна нулю активная составляющая. Я написал что к ней надо добавить вот эту Реактивную плюс постоянную

По проницаемости. Вот пример. Измерение мю(В) без зазора (колокол), измерение с зазором (синяя) и расчет из "колокола" (красная) расхождение в максимальной точке всего 5% 1064 и 1122. Это порядок погрешности измерения и сборки с прокладкой.

 

[Oleg]

При протекании через первичную обмотку переменного тока I1 (примем индуктивность трансформатора стремящейся к бесконечности, а коэф. трансформации равным единице) во вторичной обмотке возникает равный ему ток I2 но противоположный по направлению. Эти токи создают Противоположные по направлению, но равные по модулю векторы магнитной индукции.

Таким образом, переменная индукция в нагруженном трансформаторе в любой момент времени равна нулю.

Это Вы, батенька, путаете индукцию с МДС. И то, у неидеального трансформатора, с ненулевым сопротивлением обмоток, суммарная МДС отлична от нуля.
А у дросселя где вторичная обмотка?

 

[RX_man]

Это Вы, батенька, путаете индукцию с МДС. И то, у неидеального трансформатора, с ненулевым сопротивлением обмоток, суммарная МДС отлична от нуля.
А у дросселя где вторичная обмотка?

Нет, Батенька.
МДС=F=N*I

Магнитный поток Ф=F/Rm (закон Ома для магнитной цепи)

А индукция В=Ф/S

Rm=l/mu*S

F, Ф и B между собой однозначно связаны, но надо помнить, что в реальных условиях mu ферромагнетика зависит от уровня и от частоты.

 

[hydr]

Я написал что к ней надо добавить вот эту Реактивную плюс постоянную

По проницаемости. Вот пример. Измерение мю(В) без зазора (колокол), измерение с зазором (синяя) и расчет из "колокола" (красная) расхождение в максимальной точке всего 5%

По первой позиции, понял, недосмотрел.
По второй, кривые сняты с натуры и это видно. Обратите внимание на то, что максимум проницаемости с прокладкой сместился в право, что то около 1Тл, без прокладки около 0,85Тл, это как раз следствие того о чем говорил. Если Вы будете делать трансформатор с подмагничиванием на максимум проницаемости, то расхождение между измерением и расчетом приведет не к пяти процентам а 1/0,85 = 1,17, 17%.

С уважением hydr.

 

[RX_man]

А у дросселя где вторичная обмотка?

А дроссель работает как ненагруженный трансформатор - на ЭДС самоиндукции. Но ведь и переменный ток через дроссель с большой индуктивностью стремится к нулю, есть только реактивная составляющая тока. Которая Будет "перезаряжать" магнитное поле. Она да, находится не в фазе, грузит лампу, создает искажения, жрет мощность, когда не надо..

В общем, гадость, которая на низких частотах может сжирать мощности больше, чем передается в нагрузку.

 

[Oleg]

А дроссель работает как ненагруженный трансформатор - на ЭДС самоиндукции. Но ведь и переменный ток через дроссель с большой индуктивностью стремится к нулю, есть только реактивная составляющая тока. Которая Будет "перезаряжать" магнитное поле. Она да, находится не в фазе, грузит лампу, создает искажения, жрет мощность, когда не надо..

В общем, гадость, которая на низких частотах может сжирать мощности больше, чем передается в нагрузку.

Да, Бог с ней, с МДС. То, что Вы мне пытались сказать, относится к трансформатору. Если бы речь шла о трансформаторе РР, то - да, никакого накопления энергии в трансформаторе не происходит. Она сквозняком шурует через транс без задержки. Только я уже не раз говорил, что каскад SE нагружен не на трансформатор, а на реактор. Без реактора лампа в SE работать не может в силу своей односторонней проводимости. Электроны могут лететь только в одном направлении.
Эквивалентная схема трансформатора SE - это идеальный трансформатор с нулевым током холостого хода, у которого параллельно первичке подключен реактор - катушка с конечной индуктивностью.
Лампе для управления трансформатором всегда нужен компаньон. В РР это - вторая лампа. МДС в сердечнике создаётся разницей токов двух ламп. В SE это - реактор. МДС создаётся разницей токов лампы и реактора.
Если бы лампа могла выталкивать электроны из анода к катоду, то компаньон ей был бы не нужен.
Только не надо мне приводить пример резисторного каскада. В резисторном каскаде ток через нагрузку никогда не меняет направления.

 

[RX_man]

Обратите внимание на то, что максимум проницаемости с прокладкой сместился в право, что то около 1Тл, без прокладки около 0,85Тл, это как раз следствие того о чем говорил. Если Вы будете делать трансформатор с подмагничиванием на максимум проницаемости, то расхождение между измерением и расчетом приведет не к пяти процентам а 1/0,85 = 1,17, 17%.

Это похоже какой то визуальный эффект
По табличке измерений так:
без зазора максимум 0,86Тл, мю=11299
зазор 0,15мм максимум площадка от 0,86Тл до 1,1Тл мю=1056

На самом деле там смещение потому, что на высоких индукциях завал меньше заметен.
Поэтому я склонен брать индукцию поменьше - 0,7Тл, чтобы верхний предел был 1,4Тл.

 

[hydr]

Это похоже какой то визуальный эффект

Нет. Так и должно быть, завал связанный с насыщением, у сердечника без зазора наступает при меньшем среднем значении индукции. При точном снятиии кривых с использованием классных приборов и учетом падения напряжения на обмотке, отчетливо видно влияние разницы между lм. макс и lм. мин., для сердечников различной конфигурации.
Вот почему и говорю, что кривые не придуманные.

С уважением hydr.

 

[KYCT]

Это похоже какой то визуальный эффект

В excel'е графики строили? Отключите сглаживание линий, оно часто даёт подобные "эффекты". Тогда будет видно, прав ли hydr в случае конкретно этих замеров.

 

[RX_man]

Только я уже не раз говорил, что каскад SE нагружен не на трансформатор, а на реактор. Без реактора лампа в SE работать не может в силу своей односторонней проводимости. Электроны могут лететь только в одном направлении.

Нет никакой разницы между РР и SE.
Уменьшающийся ток через вторичную обмотку и одновременно уменьшающийся ток через первичную обмотку индуцируют ЭДС в первичной и вторичной обмотках При этом магнитное поле компенсируется.

Точно так же, как в двухтакте все обмотки индуцируют ЭДС друг в друге и в себе самих.