Все по звуковым трансформаторам

[RX_man]

Да эту формулу каждый после детского сада знает. Нашли бином Ньютона!
Я например, ее в статье про выпрямитель c Г-фильтром вспомнил. Получается, мой выпрямитель самый правильный?

Кстати, моя метода при проверке по этой формулой тоже сходится.

 

[hydr]

Кстати, что Вы думаете о моей методике?

Совершенно работоспособна так же, как и то, что предлагает RX_man.
Энергетический подход полезен тем, что позволяет все расчеты L, Ls, C, свести к единой методике.
Но вот термин "реактор" нужно исключить. Трансформатор он и в Африке трансформатор. И, что силовик, что SE, ни какой принципиальной разницы нет.

С уважением hydr.

 

[Oleg]

Про w->0. По формуле передаваемая мощность не так просто связана с энергией в зазоре. Есть еще частотно зависимый коэффициент. Например, будет он 3 вместо 2. И что тогда делать с теорией реактора?

А в чём проблема-то? Нагрузка отбирает из реактора ровно столько, сколько нужно. На низких частотах намагничивающий ток большой, количество циркулирующей туда-сюда энергии большое. С повышением частоты уменьшается намагничивающий ток, уменьшается количество энергии, при постоянной мощности. Я ведь писал формулу
dW=Io*U/пF.
Напряжение на нагрузке и ток покоя у нас ведь от частоты не зависят? Вы когда хотите у колодца водицы попить - ведь не пьёте всё ведро? Но зачерпываете полное.

2 hydr. Значит, и Вы туда же. А все мои выкладки - Вы их не читали, или не поняли? Мой рисунок с эквивалентной схемой и первый закон Кирхгофа Вас не убедили? Возникает у меня чувство, что на этом форуме мне поговорить не с кем, и не о чем.

2 Александр Шумилов. Отвечу в личку чуть позже.

 

[hydr]

2 hydr. Значит, и Вы туда же. Возникает у меня чувство, что на этом форуме мне поговорить не с кем, и не о чем.

Вы меня не поняли. Ваш взгляд интересен и объективно соответствует физической реальности. Заходы на проблему с различных сторон это всегда полезно для участников процесса. Тем более, что уже говорил о методологической ценности энергетического подхода.
Но все должно быть в меру. Нельзя множить новые сущности даже если они симпатичны и элегантны.
Совершенно правильно то, что энергия SE трансформатора сосредоточенна в зазоре и поскольку индуктивность лишь коэффициент пропорциональности между этой самой энергией и потоком то вот нам и определение индуктивности. Обеими руками за! Тем более, что когда начнем считать индуктивность рассеяния увидим свои "зазоры" в объеме обмотки и опираясь на энергетическую методику, легко решим задачу.
Но давайте все остальное оставим в классическом изложении.
Не стоит ревизовать сложившиеся в электротехнике понятия, ну хотя бы из необходимости быть понятым.

С уважением hydr.

 

[Oleg]

Но давайте все остальное оставим в классическом изложении.
Не стоит ревизовать сложившиеся в электротехнике понятия, ну хотя бы из необходимости быть понятым.

Я никакого научного прорыва в электротехнике не делаю. Я говорю о тривиальных вещах, известных давно и всем, кроме участников этого форума. Если участники форума упорно хотят оставаться в счастливом неведении и дальше - это их право.

Тем более, что когда начнем считать индуктивность рассеяния увидим свои "зазоры" в объеме обмотки и опираясь на энергетическую методику, легко решим задачу.
.

Об этом всё есть у Лейтеса.

 

[Ясный Сокол]

А в чём проблема-то? Нагрузка отбирает из реактора ровно столько, сколько нужно. На низких частотах намагничивающий ток большой, количество циркулирующей туда-сюда энергии большое. С повышением частоты уменьшается намагничивающий ток, уменьшается количество энергии, при постоянной мощности. Я ведь писал формулу
dW=Io*U/пF.
Напряжение на нагрузке и ток покоя у нас ведь от частоты не зависят? Вы когда хотите у колодца водицы попить - ведь не пьёте всё ведро? Но зачерпываете полное.

2 hydr. Значит, и Вы туда же. А все мои выкладки - Вы их не читали, или не поняли? Мой рисунок с эквивалентной схемой и первый закон Кирхгофа Вас не убедили? Возникает у меня чувство, что на этом форуме мне поговорить не с кем, и не о чем.

2 Александр Шумилов. Отвечу в личку чуть позже.

Олег, проблема в том, что Вы вычли два квадрата тока, и определили, что это есть энергия в зазоре. Это верно. Но далее исходя их этого Вы решили, что эта энергия определяет "энергетическую" способность транса передать энергию во вторичку, которая нас интересует. Т.е. энергия в зазоре стала критерием, величиной, за которую надо бороться при проектировании трансформатора (сделать побольше зазор, намотать поболее витков и тд).

Формула же показывает, что на самом деле есть дополнительный частотный множитель. То есть не вся разница энергий между макс и мин перетекает во вторичку. Какой тогда смысл следить за величиной, которая не является определяющей для максимальной мощности транса?

Возникает вопрос, почему не вся энергия переходит во вторичку. Можно вместо транса взять дроссель. Там тоже есть переменная энергия в зазоре, куда она перетекает? Она перетекает туда-сюда из источника сигнала! А вторички нет, вторичка ничего не потребляет. Если подключить вторичку, разве прекратится обмен между энергией поля в зазоре и источником? Нет, не перестанет. Поэтому и получается, что разница между пиком и минимумом энергии в зазоре не есть все,что нам нужно, сюда подмешан процесс обмена с источником. Это как сосуд и две трубы, в одну втекает по синусоиде, а во вторую вытекает, а количество воды в сосуде нужно лишь для того, чтобы оно работало. А тогда у меня естественный вопрос, зачем мне знать это общее накопленное количество воды? Отсюда можно сделать неправильные выводы. Мне же более интересно, сколько вытечет наружу. И тут достаточно простой эквивалентной схемы, или графического анализа на ВАХ, который предложил Евгений.

 

[Oleg]

Возникает вопрос, почему не вся энергия переходит во вторичку. Можно вместо транса взять дроссель.

Ещё раз повторяю - не транс, а реактор. Дроссель - это реактор. В дроссельном каскаде дроссель является аналогом источника тока. Энергия, циркулирующая при коммутации дросселя, идёт на разогрев анода лампы (на НЧ реактивный ток большой, косинус фи низкий).

Выведенная Вами формула - не более чем софизм, основанный на неверной трактовке величины Pmax. Вы её вывели, сами и объясняйте.
Моя формула изменения энергии в поле катушки - dW=Io*U/(п*F). Её правильность подтверждает моделирование в Микрокап.
Куда перетекает эта энергия - ответы есть в #7084, 7088, 7209.
Если что в этих картинках непонятно - спрашивайте, помогу разобраться. Но добавить мне к ним нечего.

 

[RX_man]

Для понимания процессов очень удобно для понимания такое рассмотрение:
Дроссель в аноде и параллельная ему активная нагрузка.

Каскад в этом случае работает точно так же, как в случае трансформатора, только более наглядно видно поведение собственно индуктивности.

Смотрим картинку. Правый "осциллограф" - прямая линия это ток через дроссель.

Состоит из тока ХХ лампы плюс I=U/2piFL

Он не меняется при изменении тока через лампу - на том же "осциллографе" красная линия.
Это и есть фундаментальное свойство индуктивности - сохранять ток через себя постоянным. При уменьшении тока через лампу выделяется ЭДС, компенсирующая падение тока током через нагрузку.

Таким образом, через нагрузку протекает ток, представляющий собой разницу между током подмагничивания и мгновенным током через лампу.

Точно так же надо разделять для себя понимание токов, протекающих через трансформатор.

Первый ток - Ток подмагничивания. Создает индукцию B, которая остается неизменной при постоянстве режима лампы и симметричности сигнала.

Второй ток - ток ХХ, равный U/2piFL. Он сдвинут по фазе относительно напряжения на 90 градусов. Создает переменную индукцию в сердечнике, называемую индукцией ХХ.

Третий ток - активный ток через нагрузку. Равен разнице тока подмагничивания и тока через лампу. Полностью передается в нагрузку. Создаваемая им индукция компенсируется индукцией, создаваемой током во вторичной обмотке. Сумма в любой момент времени равна нулю.

Таким образом, становится понятно, что энергия W=L^I^2/2 меняется только в пределах тока ХХ, и может быть принята за некую константу.
Величина которой прямым образом не влияет на работу каскада, и, строго говоря, является эквивалентом величины Индукции постоянного подмагничивания.


Левый "осциллограф" - посередине ток через нагрузку, сверху - напряжение на аноде.

 

[Oleg]

Таким образом, становится понятно, что энергия W=L^I^2/2 меняется только в пределах тока ХХ, и может быть принята за некую константу.

С какой стати это константа если она "меняется в пределах". Вы чо городите? К тому же, ток ХХ зависит от частоты (которая является временной функцией). А изменение энергии за единицу времени - это разве не мощность? При постоянной мощности количество изменяемой энергии прямопропорционально времени и обратнопропорционально частоте.

 

[RX_man]

С какой стати это константа если она "меняется в пределах". Вы чо городите? К тому же, ток ХХ зависит от частоты (которая является временной функцией). А изменение энергии за единицу времени - это разве не мощность? При постоянной мощности количество изменяемой энергии прямопропорционально времени и обратнопропорционально частоте.

Если принять индуктивность достаточно большой, а частоту не слишком низкой, то будет константа.
Переменная составляющая описывает реактивный ток, который является источником искажений и неравномерности АЧХ.
Поэтому надо стремиться к тому, чтобы была константа!

 

[Oleg]

Если принять индуктивность достаточно большой, а частоту не слишком низкой, то будет константа.

Что значит - "принять"? Индуктивность - 20Гн, частота - 20Гц. Амплитуда напряжения - 200 В. Амплитуда тока намагничивания близка к Io.Что Вы тут собираетесь "принимать"?

 

[RX_man]

Что значит - "принять"? Индуктивность - 20Гн, частота - 20Гц. Что Вы тут собираетесь "принимать"?

Индуктивность 20Гн - неприемлемо мало для ламп с внутренним сопротивлением в районе 600Ом.
Надо хотя бы 50Гн.

Но это не имеет значения в принципиальном вопросе.
Принципиально то, что Реактивная мощность вредна и ее необходимо минимизировать.
Вся беда в том, что реактивный ток (ток хх) сдвинут по фазе относительно активного на 90 градусов.
В Хорошем трансформаторе реактивный ток стремится к нулю.

Нам же нужен хороший трансформатор, а не какой- то там реактор

 

[RX_man]

На одном и том же сердечнике с одним и тем же током и индукцией подмагничивание мы можем получить разную индуктивность. Как 20, так и 200Гн. Вопрос только в активном сопротивлении обмотки и размерах окна.

Чем больше индуктивность, тем больше мощность, т.к. меньше индукция ХХ. Если намотать сверхпроводником.

 

[Oleg]

Придумал очень простое объяснение тому факту, что на одном полупериоде от источника питания идёт двойной отбор энергии, а на другом - нет отбора. Если это не поймёте- тогда не знаю, что с вами всеми делать.
На активной нагрузке ток по фазе совпадает с напряжением. Поэтому активная мощность (их произведение) всегда положительна - "минус на минус" даёт плюс. За один период имеем два "горба" мощности.
Ток через индуктивность на 90 градусов сдвинут относительно напряжения. Поэтому их призведение (реактивная мощность) может быть как положительной (идёт приращение накопленной энергии), так и отрицательной (идёт отдача). Мощность потребляемая от источника питания - сумма реактивной и активной мощностей. Вот и получается, что на одном полупериоде мощности складываются (при их равенстве получаем удвоение), на другом - вычитаются друг из друга (при их равенстве получаем 0). Это очень хорошо видно в #7084 и 7088.
Но в активной нагрузке мощность присутствует на всех полупериодах, и все полупериоды равны. Значит, по закону сохранения энергии, энергия в нагрузку перетекает из индуктивности.

 

[RX_man]

Пример.

Номограмма для железа 15кв с длиной средней линии 22см и индукции подмагничивания 0,7Тл.

Задавшись током 100мА, видим:

Если намотать 2000 витков, получим индуктивность чуть больше 19,6Гн при зазоре 0,36мм.
При этом допустимое переменное напряжение частоты 20Гц на первичной обмотке будет 186,6В. Очень мало.

Если намотать 5000 витков, то при зазоре 0,9мм получим 50Гн, и допустимое напряжение уже 466В.

Это уже хороший трансформатор.

 

[Oleg]

Нам же нужен хороший трансформатор, а не какой- то там реактор

Так давайте намотаем 100000Гн. И это будет не трансформатор, а реактор индуктивностью 100000Гн. В #7084 и 7088 именно такая индуктивность и присутствует в схеме. Принцип работы каскада SE от этого не меняется.

Если намотать 5000 витков, то при зазоре 0,9мм получим 50Гн, и допустимое напряжение уже 466В.

Это уже хороший трансформатор.

"Много" или "мало" - это не критерий оптимизации. Оптимально - это когда ровно столько, сколько нужно.

 

[RX_man]

П
На активной нагрузке ток по фазе совпадает с напряжением. Поэтому активная мощность (их произведение) всегда положительна - "минус на минус" даёт плюс. За один период имеем два "горба" мощности.
.

А если у нас реактивный ток очень мал, например, индуктивность имеет огромную величину или частота достаточно высока?
Как тогда быть?
Реактивность в процессе отбора мощности участвовать не будет.
Но ток от источника питания будет потребляться точно таким же образом.

Факт в следующем - реактивность никак не участвует в передаче мощности из первичной обмотки во вторичную.
Если представить себе идеальный трансформатор, то реактивность - это дополнительная индуктивность, подключенная параллельно первичной обмотке.
Таковой ее и надо рассматривать. Паразитной, но неизбежной.

 

[RX_man]

"Много" или "мало" - это не критерий оптимизации. Оптимально - это когда ровно столько, сколько нужно.

Критерии оптимизации могут быть различными. Например, по искажениям. По частоте насыщения в реальном рабочем каскаде, или по дельте нижней рабочей частоты и частоты насыщения (я склонен оценивать именно так), но, опять же, это уже конкретика расчета Каскада.
Для лампы 2А3 и 300В, например, нужно 50-80Гн.

 

[Ясный Сокол]

Первый ток - Ток подмагничивания. Создает индукцию B, которая остается неизменной при постоянстве режима лампы и симметричности сигнала.

Второй ток - ток ХХ, равный U/2piFL. Он сдвинут по фазе относительно напряжения на 90 градусов. Создает переменную индукцию в сердечнике, называемую индукцией ХХ.

Вроде бы, первый и второй - это одно и то же. разве не так?

 

[Ясный Сокол]

...

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

Нет изменения магнитной индукции - нет изменения уровня энергии...

Что -то я с этим не соглашусь