Помогите понять переходный процесс в индуктивности.

[FreeKoyun]

Допустим есть катушка, на замкнутом магнитопроводе, состоящая из двух равных частей. Подключены они так что общая индуктивность равна нулю. Одна из половин имеет два ключа. Один замыкает её, а второй размыкает её в середине.

https://im.wampi.ru/2023/08/29/KATUSKA.png

Вопрос: "Будет ли самоиндукция у этой катушки, если после установки максимального тока отключить БП ? Но самое главное в том, что в момент отключения срабатывают оба ключа второй половины катушки. Т.е. отключается половина катушки из-за этого индуктивность катушки резко возрастает."

[realeugene]

FreeKoyun в сообщении #1607131 писал(а):

Будет ли самоиндукция у этой катушки

В идеальном случае - нет, в реальности нужно учитывать нескомпенсированные индуктивности рассеяния обмоток.

Но есть ещё одна деталь. В исходном положении у вас через реле течёт ток, и вторая обмотка закорочена.

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1607171 писал(а):

"Будет ли самоиндукция у этой катушки, если после установки максимального тока отключить БП ?

Уже ответили, что нет. Но дополню. Отсутствие самоиндукции это тоже самое, что "индуктивность равна нулю". А это легко видеть, если вспомнить формулу для индуктивности последовательных катушек с магнитной связью.

realeugene в сообщении #1607171 писал(а):

в реальности нужно учитывать нескомпенсированные индуктивности рассеяния обмоток.

Плюс неидеальную "одинаковость" катушек.

И ещё, контакты реального реле не будут срабатывать идеально одновременно, а значит будет промежуток, когда оба контакта будут или замкнуты, или разомкнуты. Это сильно повлияет на переходной процесс.

[EUgeneUS]

Что произойдет при нажатии кнопки.
Тут два варианта, в зависимости от того, как трактовать схему.
I. Положение контактов реле указаны для включенной схемы. (Это не по стандарту, конечно).
Тогда все просто.
1. В начальный момент через катушки будет течь какой-то ток, определяемый сопротивлением обмоток катушек и реле, и напряжением источника.
2. Поле в сердечнике будет ноль, то есть энергия в магнитном поле не запасается.
3. При нажатии кнопки ток закончится очень быстро. Время релаксации будет определяться остаточной индуктивностью катушки и её сопротивлением.
4. И уже потом сработают контакты реле.

I. Положение контактов реле указано нормальное - без подачи питания на обмотку реле.
Тогда до нажатия на кнопку будет включена только одна половина катушки и энергия будет запасена в магнитном поле.
Куда денется эта энергия будет зависеть от порядка срабатывания контактов реле.
1. Будет промежуток времени, когда оба контакта разомкнуты. Тогда возникнет искровой промежуток, на котором основная часть энергии и "высадится".
2. Будет промежуток времени, когда оба контакта замкнуты. Тогда в этот промежуток будет переходной процесс, но его время релаксации будет существенно меньше, чем в LR-цепочке (состоящей из верхней половины катушки и её сопротивления). Так как вторая обмотка будет закорочена накоротко, и в ней также будет выделяться запасенная энергия.

[sergey zhukov]

FreeKoyun
Похоже на попытку изобрести катушку, которую можно мгновенно "зарядить". Как тут уже было сказано, "заряд" катушки - это магнитное поле, которое она создает. Нет поля - нет "заряда". Если на сердечнике намотать две одинаковые катушки и включить их в противофазе, то получится примерно эффект голого провода, т.к. никакого поля они не создают. Даже если одну из катушек вдруг отключить, поле в оставшейся катушке не появится вдруг из ниоткуда.

Кстати, а в чем смысл четырех катушек? Там сверху и снизу по одной катушке достаточно оставить.

[FreeKoyun]

"Похоже на попытку изобрести катушку, которую можно мгновенно "зарядить"." Таки да :)

Магнитные поля не уничтожаются, но их воздействия скомпенсированы. Это как толкать стену с двух сторон.

Но очевидно, что я неправильно задал начальный вопрос.
Нужно скорректировать, а именно.

Схема, не нарочно, исказила смысл! Она исказила последовательность событий. Мне хотелось узнать, как поведёт себя ток если убрать противодействующее магнитное поле, когда ток в системе уже на максимуме, но внешнее питание пропадает.

Мне кажется эта ситуация парадоксальной.

[sergey zhukov]

FreeKoyun
Нужно правильно понимать: там нет двух полей, которые друг-друга компенсируют. Там просто вообще нет поля. Нет энергии, которая бы запасалась в магнитном поле. Ничего не накопилось. В таком случае ток после выключения питания просто мгновенно пропадает. Энергия запасается не в токе, а в магнитном поле. Ток легко может мгновенно потечь и так же мгновенно остановиться. Это меняющееся (увеличивающееся или уменьшающееся) магнитное поле делает ток "тяжелым", не дает ему резко меняться. Без поля ток "невесом".

[realeugene]

FreeKoyun в сообщении #1607326 писал(а):

как поведёт себя ток если убрать противодействующее магнитное поле, когда ток в системе уже на максимуме, но внешнее питание пропадает.

В случае идеальной компенсации магнитного поля ток мгновенно упадёт до нуля.

[FreeKoyun]

Полей не может не быть. Может не быть только результата измерения. Это легко проверить сделав КЗ виток с диодом, который разомнут для одного направлении поля и замкнут для другого. Магнитное поле ну нужно накапливать, т.к. это характеристика силы тока - мгновенная характеристика. Процесс накопления, это побочный эффект взаимовлияния витков (Индуктивность). Это лишь подобие инерции, но без физического подкрепления.

[realeugene]

FreeKoyun в сообщении #1607337 писал(а):

т.к. это характеристика силы тока - мгновенная характеристика.

Нет. Электродинамика устроена сложнее. Электрический ток и магнитное поле - разные физические сущности, связанные уравнениями.

[sergey zhukov]

FreeKoyun
Нет. Магнитное поле нужно накапливать. Так и знайте. Если намотать две катушки в противофазе и по обеим пустить одинаковый постоянный ток, а затем одну из них отключить от питания, что будет? Ток во второй катушке мгновенно упадет до нуля, а затем начнет медленно расти (накопление магнитного поля). Почему ток вначале упадет до нуля? Потому, что в катушке изначально не было магнитного поля. Никакой индуктивности без накопления магнитного поля не существует.

Вы вроде так представляете, что две противофазные совмещенные катушки могут накопить энергию магнитного поля, которое, так сказать, невидимо, но энергию оно имеет (даже двойную). И если одну катушку отключить, то энергия второй сразу должна "проявиться". Неправильно. В вашем случае ни одна катушка ничего не накапливает.

[FreeKoyun]

Ток а катушке не может мгновенно упасть. Что мне и нужно. По факту будет катушка с током, который уже создал все вектора магнитной индукции.
По правилам сложения магнитных полей чтобы получить ноль, в точке, нужны два противоположных вектора. Т.е. обязательным условием является наличие противоположных векторов во всех точках поля.
Единственно в чем я пока вижу ошибку, так это в том что сердечник не будет намагничен. Т.е. эксперимент нужно делать без сердечника. :)

Спасибо! Есть ещё идеи, как это проверить экспериментально?

-- 01.09.2023, 21:55 --

И ещё магнитное поле, это релятивистский эффект проявляющийся в относительном движении зарядов. Т.е. он не несёт энергию, но удобен для расчетов.

[sergey zhukov]

FreeKoyun

FreeKoyun в сообщении #1607646 писал(а):

Т.е. он не несёт энергию

Нет, этот "эффект" именно несет энергию. Не запутывайте сами себя.

Сердечник тут совершенно ни при чем. Все будет точно так же и без него.

Ток в катушке может мгновенно упасть (точнее, в одной из обмоток трансформатора, мы ведь о трансформаторе говорим). Если вы знаете, что такое обратноходовый импульсный преобразователь, то вы с этим знакомы. Не знаете - посмотрите.

[FreeKoyun]

Спасибо. Прочитал! Но противоречий всё равно не вижу. Формула энергии магнитного поля буквально повторяет формулу кинетической энергии. Но мы никогда не говорим о кинетическом поле, т.к. суть этой энергии в импульсе массы.
Но с массами мы не можем так легко манипулировать как с токами. И у массы нет способности взаимовлияния, по крайней мере через гравитацию, т.е. она не так сильно выражена. На то оно и слабое взаимодействие.

Но поясните мне, как тогда поля складываются? У меня складывается впечатление, что это никто не исследовал, а просто вывели логически. Я хоть это верно понимаю?

[realeugene]

FreeKoyun в сообщении #1607655 писал(а):

Но поясните мне, как тогда поля складываются?

Электромагнитные поля складываются линейно. просто суммируются.Но энергия поля квадратична по его величине, вследствие чего энергия суммарного поля может быть как больше, так и меньше суммарной энергии слагаемых. Если из поля с некоторой энергией вычесть такое же поле с такой же энергией, в результате получится нулевое поле с нулевой энергией.

-- 01.09.2023, 23:37 --

FreeKoyun в сообщении #1607655 писал(а):

Я хоть это верно понимаю?

Нет