Будет ли ток в цепи

[eyeball]

profrotter в сообщении #634346 писал(а):

Но сначала скажите з а ч е м?!

Как я понимаю вопрос тут чисто академический. Я вам скажу, что я это вижу как электростатический вариант автомобильного генератора. В автомобильном генераторе тоже есть цепь с источником постоянного напряжения (обмотка возбуждения (на роторе), питается постоянным напряжением с реле-регулятора). Отличие только в том, что тут связь не электромагнитная, а электростатическая.

[hvost_soroki]

Comanchero в сообщении #634409 писал(а):

Вы мне не ответили про $\cos(\varphi)$. Я Вам объясню... Это сдвиг фаз между током в цепи и напряжением на элементе цепи.

Неверно. Сдвиг фаз это угол $\varphi$.

Цитата:

Активная мощность будет определяться выражением$P=UI\cos(\varphi)$.

Верно.

Цитата:

Равенство нулю $\cos(\varphi)$ говорит о том, что в цепи резонанс(реактивное сопротивление равно нулю).

Неверно.
Если реактивное сопротивление равно нулю (например электроутюг), то и сдвиг фаз — угол $\varphi$ будет равен нулю, а $\cos(\varphi)$ будет равен единице, т.к. нагрузка будет чисто активной.
Если же $\cos(\varphi)$ равен нулю, то угол $\varphi$ равен плюс или минус 90 градусов. Это говорит о том, что в цепи чисто реактивная нагрузка, активный ток близок к нулю, а вектор реактивного тока либо опережает, либо отстаёт от вектора напряжения. Резонанса тут нет, т.к. нагрузка либо ёмкостная, либо индуктивная.
А при резонансе токов возникает такая картинка:

Реактивные сопротивления не равны нулю, но равны между собой. Поэтому и реактивные токи равны между собой, и находятся в противофазе. Поэтому их сумма равна нулю. Остаётся только активный ток, который совпадает по направлению с напряжением. Угол $\varphi$ при этом равен нулю, а $\cos(\varphi)$ равен единице.

Цитата:

А так как $\cos(\varphi)$ всегда меньше единицы вот и считайте зачем нужен в цепи резонанс.

Он не всегда меньше единицы. В сетях индуктивную нагрузку компенсируют ёмкостной. Но полного резонанса при этом, как правило, не добиваются.

-- 23.10.2012, 01:39 --

eyeball в сообщении #634423 писал(а):

Как я понимаю вопрос тут чисто академический.

Да.

Цитата:

Я вам скажу, что я это вижу как электростатический вариант автомобильного генератора.

Нет, не потянет. От ёмкостного генератора не удастся получить большой мощности при малых габаритах. Подобные устройства применяют при малых токах — в микрофонах, датчиках...
Может быть, такая конструкция пригодится как точный анемометр.

-- 23.10.2012, 02:07 --

hvost_soroki в сообщении #634507 писал(а):

Но полного резонанса при этом, как правило, не добиваются.

Примечание.
При уменьшении нагрузки получится перекомпенсация реактивной (индуктивной) нагрузки, при этом повышается напряжение в сети, а это нехорошо.

[Comanchero]

hvost_soroki в сообщении #634507 писал(а):

Сдвиг фаз это угол .

Я естественно говорил о $\varphi$. Согласен, в тексте поста наделал ошибок(писал $\cos(\varphi)$, подразумевал $\varphi$ ) .

Comanchero в сообщении #634578 писал(а):

Реактивные сопротивления не равны нулю, но равны между собой

Реактивное сопротивление цепи равно нулю, т.к. при резонансе ёмкостные и индуктивные реактивные сопротивления равны по модулю между собой, но противоположны по знаку...в сумме - ноль.

hvost_soroki в сообщении #634507 писал(а):

Он не всегда меньше единицы.

Правильно, он иногда равен единице(резонанс), тогда сопротивление чисто активное и мощность, передаваемая в нагрузку, максимальна.

hvost_soroki в сообщении #634507 писал(а):

Но полного резонанса при этом, как правило, не добиваются.

Но это не желание разработчиков оставить чуть-чуть реактивности цепи, а невозможность её полностью устранить без ущерба остальным характеристикам схемы(конструкции)


Вижу ночь не прошла зря и Вы выяснили зачем нужен резонанс.

[eyeball]

hvost_soroki в сообщении #634507 писал(а):

eyeball в сообщении #634423 писал(а):

Как я понимаю вопрос тут чисто академический.

Да.

Цитата:

Я вам скажу, что я это вижу как электростатический вариант автомобильного генератора.

Нет, не потянет. От ёмкостного генератора не удастся получить большой мощности при малых габаритах. Подобные устройства применяют при малых токах — в микрофонах, датчиках...
Может быть, такая конструкция пригодится как точный анемометр.

Я про сам принцип действия. А так согласен, на практике толку от него никакого

[profrotter]

Товарищи академики, давайте тогда осуществим согласование. Исходим из эквивалентной схемы, которая тут уже фигурировала (внутренним сопротивлением источника пренебрежём):

Благодаря наличию параметрического ёмкостного элемента, ёмкость которого изменяется, вообще говоря, по сложному периодическому закону, в цепи возникают токи на частоте вращения (частоте накачки) и на кратных частотах. Хотим выделять в нагрузке $R$ энергию только колебания первой гармоники, для чего не позволим протекать колебаниям других частот через нагрузку. А для того, чтобы не позволить, параллельно ёмкостям $C_1$ подключим подходящие индуктивности, так, чтобы образовались параллельные колебательные контуры с резонансной частотой, равной частоте накачке:

Возможно ёмкости $C_1$ окажутся слишком малы, их придётся дополнить, подключив параллельно другие ёмкостные элементы. Обращаю особое внимание на то, что не надо наматывать на стержни никаких спиралей. Всё организуется на обыкновенных элементах, расположенных на неподвижной части установки.
Теперь мы обеспечпечили закорачивание токов высших гармоник. В то же время ток основной гармоники не потечёт через параллельные колебательные контуры, поскольку резонанс и их сопротивление велико (должно быть обеспечено резонансное сопротивление, гораздо большее сопротивления нагрузки). При особом усердии можно последовательно с нагрузкой подключить и последовательный колебательный контур, настроенный на рабочую частоту. (Возмжно в этом случае можно получить и параметрические колебания и массу проблем, связанных с устойчивостью системы.)
В результате можем перейти к другой эквивалентной схеме по основной гармонике, исключив из рассмотрения те участки, через которые основная гармоника не протекает:

Также можно считать, что в полученной схеме ёмкость изменяется по гармоническому закону.

Дело за малым - оценить какой коэффициент вариации ёмкости можно получить на двух стержнях с известными геометрическими параметрами. И понять...

[ReadM]

Может быть упростить задачу, сведя ее к движению заряда в поле конденсатора и механическому перемещению заряда назад?
В таком случае можно оценить величины заряда, емкости, механической работы по перемещению. Сопротивление движению (в виде лампочки) тоже можно прикинуть. А следовательно, определить и КПД.

[hvost_soroki]

(Comanchero)

Comanchero в сообщении #634578 писал(а):

... он иногда равен единице(резонанс)...

Вы правильно понимаете, что такое электрический резонанс, но неправильно понимаете что такое $\cos(\varphi) = 1$.
$\cos(\varphi)$ может быть равен единице в двух случаях:
— отсутствия реактивных сопротивлений, когда нагрузка чисто активная (при этом резонанса нет, т.к. резонировать нечему);
— равенства индуктивных и ёмкостных сопротивлений (резонанс есть).

Желания разработчиков тут ни причём, я имел в виду эксплуатацию. Реактивность цепи можно устранить полностью, создав условия резонанса. Другое дело, что поддерживать $\cos(\varphi) = 1$ на практике (при изменяющейся нагрузке) затруднительно. Раньше (лет эдак 40 назад) регулировали $\cos(\varphi)$ вручную, выключая (например, на ночь) и включая (утром) батареи статических конденсаторов. За это дежурным электрикам платили премию («за косинус фи»). Сейчас имеются автоматические регуляторы, которые включают и выключают секции батареи конденсаторов в зависимости от отставания или опережения вектора тока на вводах распредустройства. Регулировать $\cos(\varphi)$ можно не только конденсаторами, но и синхронными двигателями — при перевозбуждении ток двигателя будет опережать напряжение. Но я (при наладке) всегда устанавливаю возбуждение таким, чтобы $\cos(\varphi)$ двигателя был равен единице, т.к. считаю, что это наилучший режим для двигателя. (А за «косинус» мне не платят ).

Явление электрического резонанса в технике используется в разных случаях для разных целей.
В первую очередь в частотных фильтрах. В схемах компенсации реактивной энергии. В трансформаторах Тесла. В конденсаторных двигателях. В измерительных приборах …

Иногда электрический резонанс может наносить вред. Например феррорезонанс в трансформаторах напряжения (ТН). Правда, это не резонанс токов, а резонанс напряжений. В 1967 году (помнится) в США случилась авария — развал энергосистемы в Северо-Восточных штатах и прилегающих провинциях Канады. От феррорезонанса сгорел ТН на одной из трёх ЛЭП. Линия отключилась. На двух оставшихся линиях, соответственно, возросла нагрузка. Они отключились. Генераторы электростанций в свою очередь остались без нагрузки и пошли «вразнос» — пошло веерное отключение электростанций.
Феррорезонанс ТН до сих пор остаётся проблемой.

[Comanchero]

hvost_soroki в сообщении #634625 писал(а):

но неправильно понимаете что такое .

(Оффтоп)

Спасибо, наконец просветили
Да я вообще не знаю что такое косинус...
Ночь точно прошла не зря..

[Amw]

Komarnik в сообщении #632909 писал(а):

Вопрос1 - будет ли ток в первичной цепи и цепи нагрузки, т.е зафиксируют приборы А1 и А2 наличие тока? или нет?

Источник постоянного тока первичной цепи нагружен на емкость. При вращении эта емкость будет немного меняться и в первичной цепи потечет переменный ток с частотой вращения. Появятся электромагнитное излучение. (Резонанс не нужен) Во вторичной цепи тоже возникнет ЭДС по двум причинам - из-за вращения емкости в постоянном электрическом поле и из-за возникшего электромагнитного излучения.

-- 23.10.2012, 18:51 --

profrotter в сообщении #634614 писал(а):

оценить какой коэффициент вариации ёмкости можно получить на двух стержнях с известными геометрическими параметрами. И понять...

Оценить не просили... Возьмите тогда вместо стержней сектора по 90°. Тогда излучением можно пренебречь и эквивалентная схема будет:

[Comanchero]

Amw в сообщении #634814 писал(а):

При вращении эта емкость будет немного меняться и в первичной цепи потечет переменный ток с частотой вращения.

с удвоенной частотой вращения(основная гармоника)

Amw в сообщении #634814 писал(а):

из-за вращения емкости в постоянном электрическом поле

поле не будет постоянным, т.к. разность потенциалов, приложенная к стержням, постояннная, а расстояние изменяется.

[Amw]

Comanchero в сообщении #634815 писал(а):

поле не будет постоянным, т.к. разность потенциалов, приложенная к стержням, постояннная, а расстояние изменяется.

Электрическое поле будет иметь постоянную составляющую - потенциал источника в первичной цепи. В нем вращаются стержни вторичной цепи - я о том и говорю.

[Comanchero]

поле будет сосредоточенно между металлическими стержнями первичной и вторичной цепи... Но так как расстояние межде ними изменяется, то и поле будет изменятся...Это ток в цепи будет иметь постоянную составляющую...

[Amw]

Comanchero в сообщении #634826 писал(а):

Это ток в цепи будет иметь постоянную составляющую...

В какой?

[Comanchero]

в обеих цепях

[Amw]

Comanchero в сообщении #634840 писал(а):

в обеих цепях

Здрасьте... Вы с эквивалентной схемой не согласны?