Когда переменный ток становится постоянным?
HTML-код
- Опубликовано: 11 сен 2018
- Если колебания электрического тока в цепи происходят 1 раз в минуту или 1 раз в час, можем ли мы считать такой электрический ток переменным не только в математическом, но и в электротехническом смысле?
Зачем нужен сердечник в трансформаторе? • Зачем нужен сердечник ...
Что такое магнитное сопротивление? • Что такое магнитное со...
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Дело в насыщении сердечника, и как следствие падение коэффициента магнитной связи. Чем ниже частота тем быстрее сердечник входит в насыщение, тем более явно отличается входное напряжение от выходного.
На тебя даже хейтеров таких умных нет зараза. 😄😂
@@user-kc6oz8dq5m Когда сердечник насытился, он перестаёт накапливать в себе энергию в виде магнитного поля, как бы Вы сильно его об этом не просили. При постройки трансформаторов всячески пытаются избежать вхождение сердечника в насыщение.
@@user-kc6oz8dq5m Про накапливать энергию, это чтобы внести ясность. Теперь про передачу, энергии: протекающий ток через проводник создаёт в сердечнике переменное магнитное поле, а переменное магнитное поле создаёт электрический ток во вторичной обмотке. Так вот величина магнитного поля зависит: 1) от силы протекающего тока через первичную обмотку 2) от скорости изменения электрического тока (читай от частоты). Из этого следует, что величина магнитного поля возрастает с увеличением частоты
on ne vxodit bystree on prosto doljshe podverzhen namagnichivaniju.
vxodit on tak zhe bystro kak i vsegda, prosto pri 50 Hz etogo bystro ne xvatalo
@@sillysad3198 Спасибо за верное замечание. Всегда мучал вопрос, если Вы не против. А почему латиницей?
Удивительно.
Вероятнее всего, это совокупный результат характеристики материала сердечника и скорости изменения напряжения в первичной обмотке.
Спасибо, за полученный опыт. 👍
По идее с повышением частоты форма сигнала не должна была измениться, он просто должен был уменьшиться по амплитуде. Но у реалных материалов кривая намагниченности может быть существенно не линейной (в данной области частот).
По этой же причине в приборах с катушками сигнал предварительно фильтруют от высших частот чтобы не получить гармоники на выходе.
В основном используется переменное или постоянное напряжение?
Радиолюбители использовали линии электропередачи в качестве антенны. Разделительный конденсатор плохо пропускал ток с частотой 50 Гц, а для сигнала с частотой в килогерцы практически не оказывал сопротивления.
Сейчас есть электросчетчики с модемом. Они позволяют по одной и той же линии передавать энергию потребителям и управлять счётчиком: получать показания, отключать или подключать потребителей.
Ещё один "гибрид" - подмагничивание сердечника управляющего трансформатора постоянным током. Весьма занимательная тема.
Сердечник уходит в насыщение.
Индуктивное сопротивление падает пропорционально частоте тока. Следовательно ток хх (намагничивания) растет с падением частоты.
X=wL; I1=U/X
Сталь сердечника имеет нелинейную характеристику B от H (можно сказать что и от I), и при росте первичного тока выше определенного значения поток перестает расти.
Е=-dF/dt
Кстати, испытания промышленных трансформаторов повышенным напряжением производят при частоте 200-300Hz иначе обычный трансформатор уходит в насыщение при напряжении порядка 1,3-1,5Ун.
Судя по осциллограме , на очень низких частотах ( кстати и на высоких тоже должна быть похожая картина) трансформатор начинает входить в насыщение.
Сделайте немагнитный зазор и покажите, что получится на разных частотах. Очень интересно.
Про высокие не согласен.
по формуле ЭДС зависит от скорости изменения магнитного потока. Ведь магнитный поток должен разогнать электроны во второй обмотке. На малой частоте скорость изменения магнитного потока медленная, а значит и ЭДС маленькая. Образно это можно сравнить с плавным перемещением весла в воде. Если медленно давить на весло то давление весла на воду будет столь слабым, что лодка не тронется с места. А если резко надавить, то давление весла на воду будет высоким. При этом малой частоте падает и индуктивное сопротивление, но, по видимому, это не достаточное условия для такого же тока как в первой обмотке. При увеличении частоты тока (выше 100 Гц) слишком сильное индуктивное сопротивление во второй и в первой обмотке будет также отрицательно сказываться на токе на второй обмотке. В итоге график зависимости тока от частоты будет иметь форму параболы
Про 100 Гц не согласен. Взаимная индукция - слышали про такое?
Отлично сделано, всегда смотрю ваши видео с удовольствием!)
Спасибо за видео
Отличное видео
Из-за уменьшения частоты - индуктивное сопротивление первичной обмотки становится меньше чем активное сопротивление провода обмотки
Благодарю, очень позновательно, вы классные
04:14 очень классные физики экспериментаторы :)
Спасибо
Возможно потому, что сердечник намагничивается быстрей, чем изменяется напряжение на источнике.
Смотрел с улыбкой, пс32года
На графиках видно, что интеграл от Udt примерно постоянный под графиком красного. Видимо, в самом деле ток разгоняется до некоторого предела, после которого наступает насыщение. Но дело, я уверен, не в скорости реакции магнитного вещества на изменение поля. Но с другой стороны и сами уравнения довольно честно линейные до того, как мы говорим, что B~H.
Трансформатор преобразовывает напряжение благодаря изменению магнитного поля, а чем ниже частота тем реже меняется магнитное поле
А если напряжение комбинированное? Синусоида от +10 В, +15 В, +10 В, +5В, снова +10 В. Через трансформатор проходит, но скорее постоянное чем переменное.
При низкой частоте входное напряжение еще далеко не достигло пика, а магнитопровод уже насытился. Ток по первичке сильно увеличивается и греет лишь эту обмотку.
Удивительно то что, ваш трансформатор вообще что-то передал. Обычно при таком расположении катушек кпд трансформаторов крайне низкий и даже при достаточной частоте энергия выхода значительно ниже энергии входа. Из-за этого лампа на первичке горит ярче лампы на вторичке.
Уверен дело в насыщении сердечника. Но! Ниже почему то имели ввиду что он насыщаться не должен и мол при насыщении кпд падает. Однако все на оборот. Сердечник должен войти в насыщение и поддерживаться в этом состоянии. Дальше энергия передается на вторичную обмотку. Причем сердечник входит в насыщение почти мгновенно, а уменьшение происходит постепенно. Причем скорость падения эдс зависит от многих факторов, на разных трансах она будет различная, на потрепанных "жужжащих" по больше. В общем потери идут на поддержание ЭДС. При больших частотах потери минимальны "это легко посчитать"
@@schetnikov я же писал. В насыщение сердечник входит почти мгновенно, то есть входит при любой частоте в самом начале импульса. Сердечник собственно и подбирается так чтобы он и по величине и по объему(%) имел максимальное ЭДС для данной обмотки "как и в электромагнитах", от этого зависит эффективность.
Но на поддержание этой величины нужна энергия, особенно учитывая что напряжение меняется во времени.
Могу смоделировать пример с веревкой за которую дёргают в вертикальном направлении для создания горизонтальных стнусойдных волн.
Если мы будем уменьшать частоту, то земное притяжение будет так же сказываться на распространении волны как при вашем опыте на графике. В определенный момент волна будет подниматься более стремительно в начале "хотя гораздо с меньшей амплитудой" и подавляться силой тяжести гораздо раньше полупериода. Тут законы конечно другие, однако пример наглядно раскрывает механизм динамики
Причем тут легче уловить минимизацию данного эффекта"в примере это земное притяжение", от увеличения частоты
@@schetnikov как вам?
@@schetnikov потому что:
1 насыщение сердечника происходит только при увеличении разности потенциалов "в любом направлении".
2 снижение насыщения сердечника происходит постепенно, и графики этого насыщения перекрываются, но со снижением частоты на все более низких значениях. Поэтому выходное напряжение падает, поскольку все большая часть энергии уходит на насыщение сердечника.
3 передача тока на вторую катушку происходит только при полном "или почти полном" насыщении.
4 потери при работе трансформатора "почти все" на однит период, пропорционалены времени этого периода
Это как я думаю.
Причина: гистерезис сердечника трансформатора
Может из-за относительно малой скорости изменения тока и соответственно меньшего влияния на домены магнитопровода. Здесь не насыщение, а скорее недосыщение. Энергии не хватает их вертануть в нужную сторону.
Вы показали переход от чисто индуктивной нагрузки wL >> R к чисто резистивной wL
Не спешите интегрировать! Рассмотрите с точки зрения внутреннего сопротивления источника переменного тока. Оно конечной малости. Со снижением частоты индуктивное сопротивление обмотки падает, а значит начинает сказываться внутреннее сопротивление источника. Если это была идеальная э.д.с., то скорее пошел бы дым из обмотки, чем появились бы искажения синуса на осциллоскопе.
Легко заметить, что ЕДС на вторичной обмотке появляется в момент наибольшей скорости изменения магнитного потока в первичной обмотке (именно тока). Это при переходе чере нуль - там скорость изменения тока больше всего.
Нелинейность сразу была видна на красном графике, даже на условно низкой частоте.
Такой же пульсирующий график получается при перемагничивании ламсо, это скачки Баркгаузена, если я не ошибаюсь
Нет, скачки Баркгаузена микроскопические, здесь не о них речь
По поводу пульсации на низкой частоте. Напряжение зависит не только от скорости изменения магнитного потока но и от его величины. Вот и выскакивает импульс только тогда когда магнитный поток достигает значительной величины.
@@schetnikov Так на больших частотах индуктивное сопротивление больше и ток в первичной катушке не может достигнуть тока соответствующего току при котором происходит насышение. Трансформаторы ведь не делают чтобы они полностью насыщались. Магнитная индукция в пределах одного Тесла.
Возможно ЭДС во вторичной обмотке индуцируется при изменении магнитного поля, а так как частота этих изменений мала, то и выходит такой сигнал импульсной формы.
На вторичке сдвига фазы не происходит? П. С. Для меня очень важный вопрос
Не увидел ответа когда переменный ток становится постоянным. Ещё бы хорошо чтобы вообще было пояснено когда ток постоянный поскольку после полного диодного моста он всё равно переменный. С гальванической батареи он вроде бы постоянный, но система Земли колеблется на очень низкой частоте и нужен очень чуткий прибор с 5 знаками после запятой Гц чтобы проверить реально ли он постоянный.
- А три ореха - это куча? ©
Гистерезис?
Спасибо!
🔥🔥🔥🔥🔥🔥
как называется это электротехническое устройство с помощью которого вы проверяете опыты.
Электромагнитная индукция более выражена при смене направления тока, чем при изменении напряжения без смены направления. Возможно поэтому пики возникают при переходе через ноль
Может ли пьезотрансформатор работать на постоянном напряжении?
Музыка в начале очень сильно сильно знакома, не ac/dc ли хто?
Просто сердечник входит в насыщение, вот и всё
Не успевает.
ЭДС индукции вторичной обмотки пропорционален скорости изменения магнитного потока, порождаемого током в первичной обмотке. Магнитный поток от вторичной обмотки противодействует потоку первичной обмотки, не давая входить сердечнику в нелинейный участок его кривой намагничивания. Если частота низкая, то ЭДС на концах вторичной обмотки малая, ток через вторичку течет малый, магнитный поток первички может полностью намагнитить сердечник. Это если очень грубо. Можно и по другому объяснить, но суть одна. К тому же, при более высокой частоте ток в первичке меньше из за более высокого индуктивного сопротивления оной, соответственно и магнитный поток будет меньше.
Пульсация возникает при максимальной скорости изменения напряжения. А значит и силы тока, что значит и потока. По всей видимости изменение потока меньшей скорости не способны вызвать эдс индуции достаточную для возбуждения тока во вторичной обмотке. Но зубцы сигнала на выходе не очень симметричны, что не объясняется вышесказанным. А если все-таки из-за перехода не нелинейный участок петли гистерезиса, почему на больших частотах мы наблюдаем синусоиду, а не что-то более обрубленное на максимумах, ведь в таком случае точно так же изменение магнитной индукции должно снижаться при больших значениях эл тока, а выходное напряжение "проседать" на максимумах (по сравнению со всходным сигналом). А я почему-то этого не вижу. Помогите найти ошибку в рассуждении. Спасибо.
Может устройство и состав магнитопровода???
@@schetnikov Так это вы общего ответа требуете. А конкретный был бы, когда были бы конкретные характеристики магнитопровода.
У меня в розетке пульсирующий ток
Думается мне что это насыщение сердечника. И эдс перестает наводица.
@@schetnikov может потому что чем ниже частота, тем быстрее сердечник успевает намагнититься, а чем она выше тем меньше времени у него остаётся на намагничевание. Проще говоря чем ток более постоянный, тем и магнитное поле более постоянное и первая катушка работает как постоянный магнит
Так ток или напряжение?
М.И. Кузнецов "Основы электротехники" с.402. Профтехиздат 1960 г.
Постоянный ток течёт постоянно, а переменный попеременно. Когда переменный ток начинает течь постоянно, он становится постоянным.
А еще бывает пульсирующий. Или постоянный с переменной составляющей. Но здесь не про тот случай. Здесь вообще постоянный ток рядом не лежал.
А наоборот? Как сделать постоянное в переменной?
Преобразователь.
Трансформатор работает при факте ИЗМЕНЕНИЯ магнитного поля, а чем меньше частота, тем меньше раз оно меняется, и вызывает подобные кратковременные токи.
Вы ЭТО называете трансформатором ?
serdechnik nasytilsja magnitnym potokom i potok ne rastjot, a gde ne rastjot tam i indukcii vo vtoricke net.
Схема без конденсатора.
Переменный поток чего?и почему употребили такой термин переменный???я не могу воткнуть в память того что противоречит понятию слова ,все употребляют а в чем переменность никто не скажет...
Прям уж и никто не скажет? Переменный - потому что меняет направление (направление потока электронов меняется).
Происходит изменение вектора напряжения и тока.
Лучше просто поясните людям почему не трансформируется постоянный ток. Думаю это знание будет полезнее.
Spsb
Вот вечно вы недоговариваете...
Шум Шумов правильно и делают. А то привыкли с ложки кормиться. Голову тоже надо включать.
А что это было? И для кого?
Сама постановка вопроса - уже вершина электротехнической безграмотности.
Бр-р-р-р-рр-р...
Надо зрить в корень, не отвлекаться по пустякам. Природа постоянного и переменного тока совершенно разная. Их нельзя сравнивать, не взирая на внешнюю схожесть.
Электроны на низкой частоте большей путь проходят и повышается тепловое излучение. Охлаждайте жидким азотом чтобы повысить КПД трансформатора на низкой частоте
Когда электроны не движутся в обратную сторону, т.е. когда на графике тока нет перехода через ноль. Стоит пропустить переменный ток через диод как он становится постоянным. А если ещё и кондёр поставить, то и пульсаций почти не будет. Вот и весь сказ.