Всездравствуйте!
Данная статья является дополнительным, поясняющим материалом к видео, посвященному влиянию нагрузки на параметры умножителя энергии.
Знакомясь с данным материалом и в дальнейшем используя его по своему усмотрению Вы принимаете на себя всю полноту ответственности, указанную в Соглашении .
Поскольку задача запускающего умножителя получить максимально возможное количество электрической энергии при минимальной подводимой на вход устройства энергии и это необходимо для того, чтобы первичный запуск производился от малогабаритного не энергоемкого прибора, приведу энергетический расчёт, демонстрирующий как этого достичь.
Исходные данные:
действующее значение сетевого напряжения - U д =220 V , частота собственных колебаний контура – f = 30000 Гц, ёмкость конденсатора контура - C = 270 nF , входную активную мощность приму P а = 50 Вт.
Определю реактивное ёмкостное сопротивление :
Реактивная мощность :
Требуемая добротность:
Q = Px / P а = 49.3
Таким образом, чтобы обеспечить запас реактивной мощности 2463 ВАр в колебательном контуре, при потреблении от генератора 50 Вт необходимо обеспечить добротность в 49.3, что вполне достижимо, если выполнять индуктивные элементы толстым многожильным медным проводом, а ещё лучше литцендратом.
Когда в контуре активное сопротивление контура достигнет или превысит реактивное, то колебания в контуре примут апериодический характер.
Представленные осциллограммы влияния различных значений активного сопротивления, подключённого ко вторичной обмотке, на работу контура, позволяют сделать следующие выводы:
- Воздушный трансформатор, т.е. трансформатор, в котором обмотки не находятся на одном сердечнике, может передавать энергию из первичной обмотки во вторичную с высоким коэффициентом трансформаторной связи, если он работает на повышенных частотах (30 КГц и выше) и будет ещё лучше передавать энергию, если будет работать на повышенном напряжении.
- В колебательном контуре происходит циркуляция реактивной энергии, а нам для того, чтобы получить свет, тепло – нужна активная. Поэтому индуктивный элемент выполняем в виде трансформатора, ко вторичной обмотки, которого подключаем нашу активную нагрузку – лампу или тэн. Подключённая нагрузка оказывает влияние на работу колебательного контура увеличивая энергопотребление. Но по осциллограммам видно, что пока колебания не примут апериодический вид, мы можем получить выигрыш в соотношении входной и выходной энергии. Если не проводить мероприятия по устранению влияния нагрузки на работу колебательного контура, то даже при этом влиянии, можно получить выигрыш в выходной мощности, по сравнение с мощностью, подаваемой на вход, в 3 – 6 раз.
- При уменьшении величины активного сопротивления, начиная с некоторой минимальной величины сопротивления, колебательный контур переходит в режим свободных колебаний на повышенной частоте. При этом колебания на вторичной обмотке сдвинуты по фазе на 90 градусов по отношению к колебаниям на первичной обмотке. Это позволяет говорить о том, что активное сопротивление, при определённом минимальном значении, скачкообразно меняет параметры индуктивности и добротности колебательного контура.
- Перпендикулярные энергетические воздействия не взаимодействуют между собой. Это свойство можно в дальнейшем использовать для исключения влияния нагрузки на работу колебательного контура
Приведённый энергетический расчёт и сделанные выводы будут полезны для дальнейшего построения эффективной системы электроснабжения.
Если понравился материал поддержите лайками. Подпишитесь на канал и не пропустите следующие публикации.