Продолжим рассуждения о трансформаторах с односторонней связью между контурами.
Мы остановились на том, что схема 1 -> 2 в принципе рабочая. в том плане, что во вторичной обмотке наводится расчетная эдс и отсутствует обратное влияние вторичной обмотки на первичную. Но что нас не устраивает, так это высокое внутреннее сопротивление вторичного контура. С него мощности не снимешь.
Для того, чтобы понять, как можно уменьшить внутреннее сопротивление колебательного контура рассмотрим три этапа в создании дэвайса.
1. вспомним физические процессы, протекающие в классическом трансформаторе. Для удобства восприятия фазовые сдвиги принимать в расчет не будем. Они хоть и существенны, но общей картины не меняют. Итак. На первичную обмотку подается переменное напряжение u¹, которое создает магнитный поток Ф¹.
Если нагрузка во вторичном контуре отсутствует, то этот поток вызывает в первичном контуре эдс самоиндукции ε¹, такую, что в идеальном случае ε¹ = -u¹. другими словами, в первичном контуре течет ток, определяемый частотой колебаний, напряжением питания, индуктивностью и добротностью контура.
Теперь включаем наргузку во вторичный контур. В нем начинает течь индукционный ток, вызывающий появление магнитного потока такого, что в идеале Ф² = -Ф¹. Этот магнитный поток, очевидно, уменьшает Ф¹ так, что это эквивалентно уменьшению индуктивности первичного контура (при всех прочих одинаковых условиях меньший магнитный поток может быть создан только контуром с меньшей индуктивностью). Для неизменной частоты питания меньшая индуктивность означает увеличение тока. Больший ток при меньшей индуктивности создаст такой же магнитный поток, как и поток холостого хода. Мне кажется, что это важный момент.
Физика связывает увеличение тока через первичный контур при нагруженном вторичном с переносом энергии между контурами. Математически все совпадает.
2. одеваем вторичный контур в броневой сердечник как это показано на рисунке, и как было предложено кем-то перед этим; ну не помню я, кто это был, сорри. Получаем трансформатор с формулой взаимодействий 1 -> 2. т.е. вторичный контур не влияет на первичный. Это позволяет нам запустить схему в режиме резонансных колебаний первичного контура. Энергия подпитки зависит от добротности. Не могу сказать, каких максимальных значений она может достигать, но то, что это несколько десятков, это точно. Вспомним вывод в конце пункта 1: величина магнитного потока, создаваемого первичным контуром не зависит от величины нагрузки, а определяется только параметрами источника питания (напряжение, частота, внутреннее сопротивление) и конструкции контура (индуктивность, добротность, емкость). Это кажется подтверждает эксперимент (наводимая во вторичном контуре эдс близка к расчетной). Если ε² = (N²/N¹)*(dФ/dt), и равна u¹*(N²/N¹). Но, как и в случае ненагруженного первичного контура, вторичный контур нашего трансформатора будет иметь очень большой импеданс (я помнится еще возмущался, при чем здесь мол самоиндукция
).
3. приступим в конце концов к уменьшению этого внутреннего сопротивления, что, будем надеяться, позволит нам снять достаточно мощности со вторичного контура. Для этого нам нужно уменьшить действие обратной эдс вторичного контура. Я предлагаю решение, которое в другой форме выступает «тормозом прогресса». Вернемся к пукту 1. читаем: наргузка вторичного контура уменьшает индуктивность (уменьшая обратную эдс и внутреннее сопротивление) первичного контура. Вот оно! Т.е. нам нужна еще одна обмотка, которая не будет магнитно связана с первичным контуром и будет выступать в рили нагруженного контура для вторичной обмотки. Теперь собираем трансформатор по новой схеме: 1 -> 2; 2 <?> 3. если вы посмотрите на приаттаченный рисунок, то вам стает ясно, как это можно сделать.
В принципе, 3 обмотку можно делать и не в виде короткозамкнутого (на рисунке показан случай разомкнутого витка, мощность, отдаваемая трансформатором минимальна) витка, а представлять из себя катушку, подобную катушке вторичного контура, позоляющую также снимать мощность. Но если оммическое сопротивление витка около 1 мОм, то токи даже в 100А не приведут к существенным потерям. Главное, чтобы площадь сечения была соотв.
Сердечник, на котором расположен первичный контур от строчника старых телевизоров. Круглое сечение, магнитная проницаемость 3000, удобное крепление. Между этим сердечником и броневым необходимо поставить втулку из фторопласта (лучше всего)
Рисунок сделан в пейнтбраше, так что просьба тапочками не кидаться.
3coils_1.PNG 9,34К
618 Количество загрузок:
Вобщем, что вы скажете на это, многоуважаемый ALL?
Выложил тут эту идею для того, чтобы стимулировать размышления, а главным образом для того, чтобы те, у кого руки на своих местах (
), соорудили бы такую конструкцию в железе и сообщили бы о результатах. Больше всего, хотелось бы знать, увеличивается ли мощность, отбираемая со вторичного контура.
Зы. Спасибо
gorlumу, просветил насчет Хендершота. Если вокруг этого «плетенного забора» наматывается первичка, то мы имеем тот же трансформатор без магнитной связи вторичного контура с первичным. Приглядитесь, вторичка внутри первички, конструкция из сердечников в виде плетня позволяет не заботиться об условии S1 >> S2, т.е. концентрирует индуцированный магнитный поток внутри первичного контура. Как там решена проблема самоиндукции и высокого импеданса вторичного контура, не знаю.
20
И трансформаторов вращающегося электромагнитного поля, подобных Н.Э.Г.у-тоже нет. 
