эксперимент

[photon]

[mod="photon"]Тарасов Евгений, д' Умка, вам по замечанию за коверкание ников[/mod]

[e2e4]

Тарасов Евгений писал(а):

Померять сопротивление достаточно точно (на уровне 0,5%) можно обычным китайским цифровым тестером. Более точные приборы дают погрешность 0,025%. В любом случае, ошибится в разы тяжело. И не надо для этого проводить испытания на чистоту алюминия упаси вас господь.

Вы меня не поняли. Как вы померяете сопротивление отрезка ПОС-61 длиной, скажем, 30 см? Каким прибором? Надо бы взять километр этого припоя, миллиомметр, померять среднее удельное сопротивление...

д' Умка писал(а):

Все зависит от соотношения активного и реактивного сопротивления обмотки. Если реактивное много больше активного, то выход будет примерно одинаков, если наоборот, то сильно разный. ИМХО, на холостом ходу разница будет самой большой (равное соотношению длины намотки и свободно болтающегося конца алюминия), при коротком замыкании не будет вовсе .

Это не так. Но что из того, что мы разнесли сопротивления? Какая разница, какое напряжение прикладывается к концам обмотки, если уже задан ток (либо последовательно подключенным сопротивлением, либо распределенным активным сопротивлением обмотки)? Кол-во ампер-витков одно и то же, магнитный поток один и тот же, напряжение во вторичке наведется одно и то же. Рассмотрите эквивалентную схему. Вы все равно получите последовательно соединенные индуктивность и сопротивление одинаковых номаналов. Что в одном, что в другом случае.
Еще аргумент: в режиме холостого хода ток первичной цепи минимален. А следовательно минимально и падение напряжение на последовательно подключенном резисторе. Напряжение, приложенное к обмоткам в обоих случаях практически одно и то же.

Цитата:

Эксперимент то провели, все-таки? Какие результаты?

Вопрос не ко мне, но я тоже отвечу: не провел, хотя хотел сегодня его по-быстрому сделать, только чтобы убедиться в правильности своих догадок. К сожалению, меня остановила невозможность измерить сопротивление маленького отрезка ПОС-61, сомнение в одинаковости алюминиевых проводов (чтобы взять их удельное сопротивление из таблиц), а также некоторые сомнения в работоспособности модели с 5-ю витками по первичке. Все это я уже написал.

Добавлено спустя 13 минут 49 секунд:

Не могу удержаться и приведу цитату из Википедии (на случай, если текст в Вики изменится) http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80 полностью, ибо она, на мой взгляд, дает полное понимание данного эксперимента:

Википедия писал(а):

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции. На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции пропорциональную первой производной магнитного потока. Когда вторичные обмотки ни к чему не подключены (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток через первичную обмотку невелик, и определяется в основном её индуктивным сопротивлением. Напряжение индукции на вторичных обмотках в режиме холостого хода определяется отношением числа витков соответствующей обмотки w2 к числу витков первичной обмотки w1:

$U_2=\frac{U_1w_2}{w_1}$
При подключении вторичной обмотки к нагрузке, по ней начинает течь ток. Этот ток также создаёт магнитный поток в магнитопроводе, причем он направлен противоположно магнитному потоку, создаваемому первичной обмоткой. В результате, в первичной обмотке нарушается компенсация ЭДС индукции и ЭДС источника питания, что приводит к увеличению тока в первичной обмотке, до тех пор, пока магнитный поток не достигнет практически прежнего значения. В этом режиме отношение токов первичной и вторичной обмотки равно обратному отношению числа витков обмоток

$I_1=\frac{I_2w_2}{w_1}$
отношение напряжений в первом приближении также остаётся прежним. В результате, мощность, потребляемая от источника в цепи первичной обмотки практически полностью передаётся во вторичную.

Заметим, что в случае хх речь идет о напряжениях, а в случае нагруженного трансформатора - о токах, и поразмышляем...

[Тарасов Евгений]

e2e4
естесственно, кусок в 30 см померять нереально, нужно брать метров 10, чем больше, тем лучше.
С алюминием проще, сечение известно, табличные данные весьма точны. Сопротивление стыков создает гораздо большие проблемы. Требуется делать очень хороший контакт (паять алюминий на скрутке, что весьма не просто).


Что касается формул, то они верны для одинаковых материалов.

Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции, а само явление электромагнитной индукции и на чем оно само основано в формулах не указывается, а напрасно...
Нетрудно догадаться, что опыт специально поставлен так, чтобы по имеющейся гипотезе опровергнуть существующую теорию (которая не объясняет явление индукции, не знает причин ее появления и поэтому не вносит в формулы влияние плотности вещества).
Моя гипотеза о причинах возникновения N-ого кол-ва магнитных силовых линий вам известна. Оно напрямую связано с плотностью. В результате и родился этот эксперимент.

[д' Умка]

e2e4 писал(а):

Заметим, что в случае хх речь идет о напряжениях, а в случае нагруженного трансформатора - о токах, и поразмышляем...

Кроме того, заметьте, в эксперименте на превичную подаётся стабильный ток, а спрашивается о напряжении на нагрузке

e2e4 писал(а):

Это не так. Но что из того, что мы разнесли сопротивления? Какая разница, какое напряжение прикладывается к концам обмотки, если уже задан ток (либо последовательно подключенным сопротивлением, либо распределенным активным сопротивлением обмотки)? Кол-во ампер-витков одно и то же, магнитный поток один и тот же, напряжение во вторичке наведется одно и то же. Рассмотрите эквивалентную схему. Вы все равно получите последовательно соединенные индуктивность и сопротивление одинаковых номаналов. Что в одном, что в другом случае.

Разница есть, это я как связист говорю. Километровый кабель с емкостью С и сосредоточенная емкость С - не одно и то же для сигнала.

В данном эксперименте я вижу трудность:
Стабильный переменный ток - это как? Известно, что ток в индуктивности отстаёт по фазе от напряжения. Так, если мы поддерживаем стабильный ток, то он должен быть в одинаковой фазе в любом месте цепи? Т.е. на активном сопротивлении вне трансформатора и на активном распределённом + реактивном внутри трансформатора. При стабильном напряжении тут всё понятно, токи в элементах ведут себя как положено им - на индуктивности опережают, на емкости отстают по фазе. Чтобы обеспечить стабильный ток (синфазный?!) по всей цепи надо прикладывать напряжения в определённой фазе к каждому элементу цепи, просто подать стабильный ток в схему недостаточно! Вот. К чему это я? А к тому, что мощность отдаваемая в трансформатор из первичной цепи как раз пропорциональна этому сдвигу фаз, иначе ещё говорят косинус фи Все это вычислить сложно, но вот способ более простой, на пальцах:

Ток в обмотках совершенно одинаков, но! Эффективное сопротивление обмотки из алюминия меньше! (То что болтается не считается, ток по ней идёт, но поле в магнитопроводе не создаёт) Соответственно, потери в трансформаторе с алюминевой обмоткой меньше, нагрузке достаётся больше.

[Тарасов Евгений]

д' Умка
не знаете что такое калиброванный по току генератор?

Можете мерить на нагрузке ток, если вам он больще нравится, чем напряжение, а пока ток по фазе отстает подумать (если успеете), что является причиной этого запаздывания по своей природе этого явления.


Т.е. вы считаете, что напряжение на нагрузке в случае с алюминием будет больше? так?

[д' Умка]

Тарасов Евгений писал(а):

д' Умка
не знаете что такое калиброванный по току генератор?

Знаю. Он выдает на свои клеммы стабильный ток.
Однако ранее Вы говорили

Тарасов Евгений писал(а):

Я уже сказал, что калиброванный генератор по току, ток везде одинаковый.

Так вот, ток действительно везде одинаковый (в любой точке схемы), или только на клеммах генератора? т.е. при индуктивной нагрузке будет наблюдатся сдвиг фазы напряжения относительно тока. В результате, на активной части нагрузки напряжение с одной фазой, на индуктивной с другой, а в сумме черт знает что, явно не синус. С другой стороны, индуктивность имеет свойство запасать энергию - т.е. часть периода она накапливает, потом отдаёт, не так ли? - из-за этого ток в ней собственно и запаздывает на 90 градусов от напряжения. Отдает энергию в генератор С источником постоянного тока всё понятно, у него внутренне сопротивление большое, а тут меняется синхронно с синусоидой (или синхронно с черт знает чем в первом случае).

Тарасов Евгений писал(а):

Т.е. вы считаете, что напряжение на нагрузке в случае с алюминием будет больше? так?

А фиг его знает, Вы сначала определитесь точно с условиями эксперимена, там посмотрим. Но думаю, что отличие по напряжению все-таки будет.А то получается как с конденсатором, вроде как и меряли и можете доказать, и рассказываете как на самом деле, а в конце концов - "подождите, вот сделаю эксперимент...."

P.S. Сегодня померял сопротивление прутка припоя диаметр 3 мм (7мм2) и длиной 2 метра - порядка 50-70 мОм (показания нестабильны, видимо контактные явления) и алюминевой жилки диаметром 1.8 мм (2,5 мм2) и тоже длиной 2 метра - 20-25 мОм. Т.е. если взять алюминий сечением 1 мм2, то это эквивалент припоя 7 мм2 (разница в 7 раз, интересно, а как на самом деле, по табличному различаются они???)

[Тарасов Евгений]

д' Умка

задача вполне корректная поставлена.
Не знаете так и напишите. "черт ее знает".

ваш коллега свою точку зрения высказал.
"Напряжения будут одинаковы в пределах погрешностей, связанными с конструктивом исполнения."
Вам трудно дать такой ответ или вы в нем не уверены?

[Someone]

Тарасов Евгений писал(а):

Померять сопротивление достаточно точно (на уровне 0,5%) можно обычным китайским цифровым тестером. Более точные приборы дают погрешность 0,025%. В любом случае, ошибится в разы тяжело.

Вот здесь есть хороший анекдот на эту тему (ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ МЕДИ МНТЦ "ВЕНТ"). Ошибка оказалась в 80 раз.

[д' Умка]

Тарасов Евгений писал(а):

д' Умка

задача вполне корректная поставлена.
Не знаете так и напишите. "черт ее знает".

Чекрт его знает, но только не одинаково

А вот потробуйте ответить сами на такой вопрос:
Эксперимен тот же самый, только с одним отличием: на первички подаётся не синус, а строго прямоугольные импульсы тока, меандр. Какой формы будет напряжение на нагрузке и будет ли оно отличатся в случае свинцовой и алюминевой первичной обмотки?

[Тарасов Евгений]

д' Умка

я в своей нелегкой жизни множество раз конструировал различные импульсные устройства, и в основном именно на меандрах с крутыми фронтами.
Суть эксперимента от этого не изменится и результат принципиально будет тот же (в контексте заданного моего вопроса).

Добавлено спустя 1 минуту 58 секунд:

Someone
анекдотов мне и в жизни хватает

[Someone]

Тарасов Евгений писал(а):

Someone
анекдотов мне и в жизни хватает :D

А это и есть анекдот из жизни. Абсолютно реальный, и в то же время абсолютно анекдотичный случай. И, главное, в том же вопросе, что и у Вас - измерение малых сопротивлений.

[Тарасов Евгений]

у меня с этим проблем нет и в 80 раз я не ошибаюсь

[Someone]

Тарасов Евгений писал(а):

у меня с этим проблем нет и в 80 раз я не ошибаюсь :D

Герои анекдота тоже были в этом абсолютно уверены.

[e2e4]

д' Умка писал(а):

Так вот, ток действительно везде одинаковый (в любой точке схемы), или только на клеммах генератора?

По закону Кирхгофа ток на всем участке последовательной цепи одинаковый. Цепь у нас последовательная.

д' Умка писал(а):

т.е. при индуктивной нагрузке будет наблюдатся сдвиг фазы напряжения относительно тока. В результате, на активной части нагрузки напряжение с одной фазой, на индуктивной с другой, а в сумме черт знает что, явно не синус.

Т.к. ток у нас в любой точке цепи одинаковый, и синусоидальный (задано по условию), не вижу причин, по которой генератор тока должен выдавать в цепь что-то отличное от синусоидального напряжения. Фаза тока и напряжения конечно не будут совпадать.

д' Умка писал(а):

P.S. Сегодня померял сопротивление прутка припоя диаметр 3 мм (7мм2) и длиной 2 метра - порядка 50-70 мОм (показания нестабильны, видимо контактные явления) и алюминевой жилки диаметром 1.8 мм (2,5 мм2) и тоже длиной 2 метра - 20-25 мОм.

Мне кажется многовато. У вас миллиомметр с разрешением 1 мОм? Если так, думаю, необходимо взять более точный прибор. Попробую завтра если будет время померить, у меня разрешение 1 мОм, хотя бы сравним - если показания будут сильно отличаться, то им верить низзя.

д' Умка писал(а):

Эксперимен тот же самый, только с одним отличием: на первички подаётся не синус, а строго прямоугольные импульсы тока, меандр. Какой формы будет напряжение на нагрузке и будет ли оно отличатся в случае свинцовой и алюминевой первичной обмотки?

Могу сказать точно (проверено экспериментально на серийном тр-ре мощностью 25 кВА, частота импульсов от 50 Гц до 10 кГц): если вы подаете на вход тр-ра меандр, с выхода вы получите тот же меандр. Тр-р не работает как сглаживающий фильтр (по крайней мере без подключенных к выходу конденсаторов).

Тарасов Евгений писал(а):

Суть эксперимента от этого не изменится и результат принципиально будет тот же (в контексте заданного моего вопроса).

Совершенно с вами согласен.

Тарасов Евгений писал(а):

задача вполне корректная поставлена.

И тут соглашусь.

[д' Умка]

e2e4 писал(а):

д' Умка писал(а):

Так вот, ток действительно везде одинаковый (в любой точке схемы), или только на клеммах генератора?

По закону Кирхгофа ток на всем участке последовательной цепи одинаковый. Цепь у нас последовательная.

Отлично работает для постоянного тока. Однако для цепей с накопительными элементами, такие как емкости и индуктивности не всегда. Строго говоря между обкладками конденсатора ток не течет вообще Конечно, если брать некое действующее напряжение переменного тока, то как бы всё примерно так же, как если бы это был постоянный ток, однако есть и интересные эффекты, связанные именно с распределенными и сосредоточенными параметрами цепи.

e2e4 писал(а):

Т.к. ток у нас в любой точке цепи одинаковый, и синусоидальный (задано по условию), не вижу причин, по которой генератор тока должен выдавать в цепь что-то отличное от синусоидального напряжения. Фаза тока и напряжения конечно не будут совпадать.

Представте не индуктивность с сопротивлением, а индуктивность с емкостью и генератор с частотой в полтора раза выше резонанса. Половина пиков будет совпадать с резонансом и усиливатся, а половина будет в противофазе. Это если генератор по напряжению. А по току? В некоторые моменты RL цепь будет пытатся отдать энергию обратно, но мы пытаясь получить стабильный синус с нашей частотой будем "заталкивать его обратно" и заставлять теть обратно. Такой же эффект будет присутствовать и в RC цепи, если постоянная времени не совпадает с частотой сигнала. И тут важно, R внешняя для индуктивности или распределённая в обмотке. ИМХО.

e2e4 писал(а):

Мне кажется многовато. У вас миллиомметр с разрешением 1 мОм? Если так, думаю, необходимо взять более точный прибор. Попробую завтра если будет время померить, у меня разрешение 1 мОм, хотя бы сравним - если показания будут сильно отличаться, то им верить низзя.

Разрешение? Обычно говорят точность, цена деления, диапазон... Тем не менее думаю разрешенияе гораздо лучше чем 1мОм, потому как погрешность прибора порядка нескольких мкОм (точно не скажу, под руками нет).

e2e4 писал(а):

Могу сказать точно (проверено экспериментально на серийном тр-ре мощностью 25 кВА, частота импульсов от 50 Гц до 10 кГц): если вы подаете на вход тр-ра меандр, с выхода вы получите тот же меандр. Тр-р не работает как сглаживающий фильтр (по крайней мере без подключенных к выходу конденсаторов).

Или подключенного резистора, просто завал с резистором плавнее будет. Кажется лишний алюминевый провод и есть такой резистор.

e2e4 писал(а):

Тарасов Евгений писал(а):

Суть эксперимента от этого не изменится и результат принципиально будет тот же (в контексте заданного моего вопроса).

Совершенно с вами согласен.

Точный меандр - сумма бесконечного числа гармоник. Не поверю, чтобы они все прошли без искажений. Это означает, что в принципе любой трансформатор - высокочастотный. Но это не так.