(Статья в 7-и частях (постах), обновленная, редактированная версия.)
Часть 5-я.
(1-ю, 2-ю, 3-ю и 4-ю часть смотрим мой Дзен-канал или по ссылкам ниже.)
Даты и ссылки на первые публикации ВКонтакте:
1-я часть, 23 окт 2018г:
2-я часть, 22 ноя 2018г:
3-я часть, 17 апр 2019г:
4-я часть, 1 мая 2019г:
5-я часть, 14 мая 2019г:
6-я часть, 18 мая 2019г:
7-я часть, 20 дек 2020г:
https://vk.com/wall379434391_155
****************************************
Как я уже говорил, постоянный коэффициент k (или его обратная величина s) и основные формулы лампы накаливания позволяют обсчитывать цепи состоящие только из ламп. В этом посте опишу методику инженера С.А.Матросова для расчета таких цепей с использованием параметра s.
ПРИМЕР 6.
Формулы см. Рис (нумерация на нем только для этого поста!).
Полный текст статьи:
http://www.proza.ru/2016/09/22/1863
Несколько сокращенный текст статьи автора (надеюсь Станислав простит мне эту небольшую вольность) с примерами вычислений:
"...Поскольку параметр S оказывается неизменным в широком диапазоне напряжений, то открывается возможность обсчитывать схемы из лампочек, скомбинированных произвольным образом.*
Можно собрать простенькую комбинацию из трех лампочек РАЗНОЙ мощности (например - 40, 60 и 95 Ватт) таким образом, что одна лампочка будет включена последовательно с двумя другими, которые соединены параллельно.
Прикладывая к этой
конструкции 220 Вольт, рассчитаем напряжение, образующееся на одиночной лампочке Л1. При вычислениях
воспользуемся формулами расчета S для последовательного (6) и параллельного (7) включения ламп. Сначала рассчитаем S23 для параллельного соединения ламп Л2 и Л3, а затем рассчитаем суммарное S (для всей конструкции) как последовательно
включенные S1 и S23.**
Вычисления будем проводить для ТРЕХ случаев.
В первом случае одиночной лампой "вкрутим" лампочку 95 Ватт. Во втором случае одиночной
будет 60 Ватт, и для третьего случая одиночной будет лампочка мощностью 40 Ватт.
Сообразно параметрам
лампочек, маркированным на
колбе, рассчитаем S для каждой лампы:
230 Вольт, 95 Ватт S95 = 36,717…
230 Вольт, 60 Ватт S60 = 58,135…
230 Вольт, 40 Ватт S40 = 87,203…
Случай 1. Одиночная лампа 95 Ватт.
Параллельное соединение (7) 60 и 40 Ватт даст S23 = 34,881…
Суммарное S считаем по формуле (6) как
последовательное
соединение S1 и S23:
S (суммарное) = 50,644…
Допустим в сети напряжение
215 вольт. Ток через Л1 будет равен
суммарному входному току. Для его расчета используем значения:
U = 215 вольт и значение суммарного S = 50,644... Извлекаем квадратный корень из 215 и делим на S.
(формула 4)
Получаем ток = 0,28952… Ампер.
Для вычисления напряжения на Л1 воспользуемся той же самой формулой (4). Умножим квадрат этого тока на квадрат S95 (36,717…
вычисленное заранее): Получаем напряжение на Л1 =
113 Вольт.
Случай 2. Выворачиваем
лампочки и перекручиваем их так, чтобы лампа 60 Ватт была одиночной.
Делаем аналогичные
пересчеты:
S23 (лампы 95 и 40) = 25,838
S (суммарное) = 63,619
Ток (входной) = 0,23 Ампера
Напряжение на Л1 = 179,54 Вольт
Случай 3. Одиночная лампа 40 Ватт.
S23 (лампы 95 и 60) = 22,504
S (суммарное) = 90,06
Ток (входной) = 0,163 Ампера
Напряжение на Л1 = 201,58 Вольт
Я проверил все эти три случая тестером и получил вот какие
данные:
Лампа Расчет (вольт)
Измерение (вольт)
95 ватт 113 115
60 Ватт 179,54 174
40 Ватт 201,58 198
Расхождение теории и практики укладывается в 3%
Кстати, я именно поэтому и задался напряжением в сети
215 вольт. Я сначала измерил его, а потом вставил в расчет.
Для того, чтобы исключить любые инсинуации по поводу предлагаемого метода, я повторил этот же самый опыт, подключая эту же самую конструкцию к… автомобильному
аккумулятору. То есть, лампочки
рассчитанные на
использование в сети 220 вольт, я подключил к аккумулятору 12,8 Вольт.
Приведу аналогичную табличку расчета и
измерения:
Лампа Расчет (вольт)
Измерение (вольт)
95 ватт 6,728 6,7
60 Ватт 10,69 9,8
40 Ватт 12,0 11,1
Как говорится, комментарии излишни. В опыте лампочки комбинировались
произвольным образом. Прикладываемое напряжение изменялось более чем на порядок. Итоговые результаты
эксперимента показывают очень приличное совпадение расчета и измерения.
Еще одно важное замечание. Предлагаемая методика ПРИГОДНА для расчетов даже
в том случае, когда лампы соединяются в совершенно невероятных сочетаниях. В рассмотренном опыте мы соединяли все-таки однотипные лампочки. Все они предназначены для работы в сети 220 вольт. Тот же самый результат мы получим, если соединять в различных конфигурациях лампы самого широкого назначения. Например, можно рисовать схемы соединения бытовых осветительных ламп с автомобильными
лампами, и вперемешку с лампочками из елочной гирлянды и карманных фонариков.
Результатам расчетов МОЖНО
ВЕРИТЬ!.."
*Также можно использовать и постоянную k. Подробнее см. следующий пост
ПРИМЕР 7.
**Вычисление s (k) для всей цепи ламп аналогично вычислению Rэкв цепи сопротивлений методом "свертывания". Подробнее см. в ПРИМЕР 7.
Продолжение следует...
© Д. О. Максимов, 2022