Логин:   Пароль:  
достжение максимального магнитного поля
Автор Сообщение

bbbw

#24039   2016-12-18 23:31 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
Требуется рассчитать индуктивность при заданных параметра разряда на нее емкости, что бы в один момент магнитное поле оказалось максимальным.
к примеру есть емкость 100мкф. 200в. как рассчитать оптимальную индуктивность катушки в Гн ?
что бы в момент разряда энергия магнитного поля (в точке) достигла максимума?
конденсатор возьмем "идеальный" (можно считать, что его ток ограничен лишь нагрузкой.
вопрос - какой формы должна быть индуктивность, что бы добиться максимального магнитного поля в точке?
огромная просьба.
я не силен в теории.
если есть определенные формулы - напишите значения переменных в реальных величинах.
заранее спасибо за ответы!

VladimirSS

#24047   2016-12-19 17:00 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
92 сообщений

Откуда: Россия Красндарский край
Кто: Инженер-электрик
Возраст: 46
Репутация 4 [-][+]
Вам это зачем, и где ваши заданные параметры разряда
если собираетесь намагничивать сердечники
то в инете полно инфы
может вам эта поможет http://the-mostly.ru/misc/how_to_calculate_inductors.html

bbbw

#24060   2016-12-21 00:10 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
параметры разряда заданы самой емкостью.точнее напряжением ее заряда.
за ссылку спасибо, но там я был.
мне бы рассчитать контур с максимальным магнитным полем (в какой то момент разряда емкости).
исходя из параметров емкости.

VladimirSS

#24061   2016-12-21 00:39 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
92 сообщений

Откуда: Россия Красндарский край
Кто: Инженер-электрик
Возраст: 46
Репутация 4 [-][+]
Тогда попробуйте расчитать индуктивность соотвествующую резонансу с данной ёмкостью при заданном напряжении
правда это даст более продолжительно затухающий процес разряда,
что касается максимума МП, точнее импульса МП созданного разрядом ёмкости, то для этого полное сопротивление индуктивности должно стремитьс я к нулю
с омиками бороться сечением проводника, для повышения индуктивности катушка должна быть как можно более плоской, с плотной намоткой --- катушка тесла, аналог первичной цепи одноимённого трансформатора. полное (активное+индуктивное) сопротивление катушки должно быть 1/2 сопротивления ёмкости при её кортком замыкании. напряжение ничего о параметрах разрядного тока ёмкости не говорит, увы.

Сообщение было отредактировано VladimirSS (2016-12-21 00:52 GMT, 33 дней назад)

bbbw

#24070   2016-12-22 22:07 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
Если бы все было так просто....
Дело в том, что есть огромная разница в количестве витков (индуктивности в Гн. соответственно) и напряжением.
На мой взгляд магнитное поле будет сильнее в 1000 витков - не же ли в одном, имея ввиду тот факт, что напряжение ограничено! (ток ограничен лишь законом ома).
Думаю вы понимаете - что в одном витке достаточное сопротивление, чтобы помешать созданию магнитного поля мало мальски близкого к индуктивности (пусть и большего сопротивления) тысячу витков. это того же напряжения.
В этом и весь вопрос! Как найти оптимальную величину?
Можно путем опытов, но нет у меня столько времени, поэтому - я здесь(
Думал Эти взаимосвязи давно известны...(

Добавлено спустя 32 минут

наверное я плохо объясняю свои мысли на самом деле(
вот например:
две индуктивности намотаны проводом разного сечения , допусти первая проводом 0.1мм а вторая 1мм, соответственно сопротивление в их вроде бы разное не так ли? А магнитное поле?
ли все таки они одинаковы?
резонанс здесь нам пока что не поможет.( заметьте! в формуле расчета параллельного колебательного контура - напряжение не участвует.

Добавлено спустя 1 минута

забыл написать, что индуктивности по Гн. равны!

Сообщение было отредактировано bbbw (2016-12-22 22:40 GMT, 31 дней назад)

VladimirSS

#24072   2016-12-23 08:02 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
92 сообщений

Откуда: Россия Красндарский край
Кто: Инженер-электрик
Возраст: 46
Репутация 4 [-][+]
С вами bbbw не поспоришь
Можно лишь прекомендовать изучить хотябы ТОЕ, хотябы поверхностно, ну хоть картинки посмотреть

В начале темы, есть пожелание получить максимум магнитного импульса....................

Для этого, можо посмотреть расчёты других для магнитного импульса в центральной точке контура с током, выполненного в виде геометрически правильной фигуры (окружность, правильные многогранники и тд).
Импульс в центральной части от размера контура не зависит
поэтому максимум магнитного импульса (практически в одной точке) можно получить только в плоской катушке, и то, только в центральной части, об этом даже Тесла знал, всё остальное можно найти из простейших расчётов ТОЕ.

Сообщение было отредактировано VladimirSS (2016-12-23 08:53 GMT, 31 дней назад)

bbbw

#24074   2016-12-23 11:30 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
Да я здесь не для спора
Вы уж простите если задаю простые вопросы. Может я просто в трех соснах заблудился

С формой определились!
Катушка должна быть плоской.
Энергию индуктивности посчитать не сложно Е=(I*L^2)/2
Но вот как найти ток для этого расчета?
Максимальный ток в катушке будет в момент минимального напряжения на емкости, но как рассчитать его величину?
Формула I=U/R будет справедлива в данном случаи? То есть ток достигнет того же значения на индуктивности, что на обычном сопротивлении, с той лишь разницей, что на сопротивлении он будет максимальным в самом начале разряда емкости, а на индуктивности в конце ?

VladimirSS

#24075   2016-12-23 21:52 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
92 сообщений

Откуда: Россия Красндарский край
Кто: Инженер-электрик
Возраст: 46
Репутация 4 [-][+]
Энергию индуктивности посчитать не сложно Е=(I*L^2)/2
немного не так


Для расчёта придётсяч пользоваться комплексными величинами сопротивлений и токов, и напряжений.

в начале разряда действуют только оммическое сопротивление, но тока ещё нет, идёт распространение электрического поля вдоль проводника , завитого в спираль,
Следом начинается направленное движение элетронов (по мне, так межкристаллической эфирной жидкости) в направлении заданном ЭДС, одновременно появляеся магнитное поле, проводник испытывает динамическое сжатие по всей поверхности, фактически, появляется индуктивное сопротивление, одновременно падает напряжение на ёмкости .......

в общем, максимум тока вы получите, когда сравняются значения остаточное напряжение на ёмкости и произведение полного сопротивления цепи на ток, дальше нет причин для роста тока за счёт источника -- ёмкости.
Ток продолжает нарастать за счёт расхода энергии магнитного поля, а в ёмкости появляется потенциал, с полярностью противоположной к предыдущей, но меньшей по номиналу.

при замкутой цепи процесс повторяется до полной потери разности потенциалов и электрического тока в элементах цепи.

Но Вас интересовал не максимальный ток в цепи, а максимальный магнитный момент, или импульс, который наступает раньше полного разряда ёмкости.

Сообщение было отредактировано VladimirSS (2016-12-23 21:58 GMT, 30 дней назад)

bbbw

#24077   2016-12-24 00:19 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
Да с формулой напутал немного.
Если я правильно понял, то максимальным магнитное поле будет в точке отмеченной зеленым. было у меня такое предположение.



может подскажите какими формулами мне воспользоватся для расчета?

Count_May

#24078   2016-12-24 20:05 GMT    
 

Модераторы

Онлайн статус
1055 сообщений

Откуда: Россия Петербург
Кто: ier
Возраст:
Репутация 52 [-][+]
#24039 bbbw :
Требуется рассчитать индуктивность при заданных параметра разряда на нее емкости, что бы в один момент магнитное поле оказалось максимальным.
к примеру есть емкость 100мкф. 200в. как рассчитать оптимальную индуктивность катушки в Гн ?
что бы в момент разряда энергия магнитного поля (в точке) достигла максимума?


1. Навряд ли вы решите эту задачу. Надо бы знать конкретное значение максимальной индукции магнитного поля.
2. От формы индуктивности зависят конфигурация силовых линий напряжённость внутри контура, напряжённость вне контура и вдоль него, ... но ни какой "рояли" это не сказывается на закон сохранения .
3. Плоский, квадратный. круглый, тор, соленоид и т.д. да ради Бога ну и что? Максимум энергии магнитного поля,то. что вам написали.

bbbw

#24084   2016-12-25 11:49 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
#24078

1. Навряд ли вы решите эту задачу.


Я все же попытаюсь.

#24078

Надо бы знать конкретное значение максимальной индукции магнитного поля.


Прекрасно понимаю о чем вы. Вам не хватает переменной.
Возьмите любое t например, получится что конденсатор должен разрядиться за время t.
Это поможет рассчитать величину магнитного поля ? Если да - то прекрасно. Надеюсь формулой поделитесь.

Count_May

#24086   2016-12-25 19:41 GMT    
 

Модераторы

Онлайн статус
1055 сообщений

Откуда: Россия Петербург
Кто: ier
Возраст:
Репутация 52 [-][+]
Закон изменения разности потенциалов на пластинах:
 U_c(t) = U_o e^ {\frac{-t} {RC}}

VladimirSS

#24090   2016-12-25 23:49 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
92 сообщений

Откуда: Россия Красндарский край
Кто: Инженер-электрик
Возраст: 46
Репутация 4 [-][+]

Если я правильно понял, то максимальным магнитное поле будет в точке отмеченной зеленым. было у меня такое предположение.

Да, нечто подобное
Только при низком значении полного сопротивления цепи, его стремлении к нулю, зелёный маркер будет стремиться к средней линии, а колебания (перезарядка) к бесконечности, но это в идеале, в реальности такого не будет.

может подскажите какими формулами мне воспользоватся для расчета?
Банально, http://tel-spb.ru/rea.html , но это, в принципе, всё что вам нужно.+ желание.

вообще, разряд меж пластинами конденсатора происходит не по всей поверхности их а в некой точке -- точке электрического пробоя, при этом в данную область устремляются все излишки (зарядов) порождая токи смещения, связанные с ними магнитными составляющими , то есть, индуктивностью, как прямой проводник с "прямым" (однонаправленным) током, все эти явления неразрывно связанны с проводящим веществом пластин, а отсюда --> разряд кондесатора имеет реальное омическое и реактивное сопротивление, пусть и малого значения.

все привычные обывателю конденсаторы, выпускаемые промышленностью имеют выводы, которые не связаны с каждой точкой его пластины непосредственной связью, а намотка пластин в рулон только добавляет индуктивность при разряде.

для Count_May
3. Плоский, квадратный. круглый, тор, соленоид и т.д. да ради Бога ну и что? Максимум энергии магнитного поля,то. что вам написали.

вопрос шёл о концентрации максимума магнитного импульса, или энергии магнитного поля в точке, а для этого не важно какая геометрически форма контура с током, главное чтоб это была правильная фигура, так как у эллипса, например, поле имеет концентрацию вдоль узкой области межфокусного расстояния.(конечно речь идёт о части поля в центре контура, ведь оно не только непосредственно в нём)
а для максимума в точке (сложения) в этой плоскости должно быть как можно больше подобных контуров с одинаковым направлением электрического тока, расположенных так, чтобы их центральная точка была общей, что достигается в плоской катушке Тесла.

Сообщение было отредактировано VladimirSS (2016-12-26 00:11 GMT, 28 дней назад)

bbbw

#24118   2017-01-05 13:41 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
Поставил несколько экспериментов, в итоге получилось, что оптимальная форма для катушки "шарообразная".
К сожалению с формулой расчета максимума магнитного поля - пока что все большие проблемы(
на практике эта формула стремится к нелинейному уравнению (не будь в ней емкости) все считалось бы на ура.
но прогресс все же есть!

VladimirSS

#24119   2017-01-05 16:24 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
92 сообщений

Откуда: Россия Красндарский край
Кто: Инженер-электрик
Возраст: 46
Репутация 4 [-][+]
при шарообразной форме вы никогда не получите максимума в точке, так как имеет место поворот витков относительно центра, а значит и линий поля, то есть, такое сложение векторов будет меньше. чем при использовании плоскопараллелной катушки.
Меняя форму катушки от плоской, вы просто снижаете её суммарную индуктивность, что, возможно, ведёт к возрастанию тока, но индукция поля в точке, от этого падает.
Вам, возможно, будут интересны опыты с встречно намотанными, спаренными катушками Тесла, так как в таком случае, в месте их сочлениия будет одинаковый полюс, и максимальная энергия поля в относительно малой зоне, соединяющей центральные точки обоих катушек.
то есть, две катушки имеющие плоскую, встречную намотку витков, соединены в центральной части, то есть, при пропускании тока, они будут обращены навстречу друг другу одинаковыми полюсами.
Эффектов там тоже валом.

Сообщение было отредактировано VladimirSS (2017-01-05 18:02 GMT, 17 дней назад)

bbbw

#24125   2017-01-07 00:18 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
я видимо не корректно описал форму. она не подразумевает изменения угла намотки.

еще не понятен один странный момент. во время разряда емкости на индуктивность фронт импульса круче расчетного (резонансного), возможно это связано с искровым промежутком, так, как емкость разряжалась механически. к сожалению собственного цифрового осцилографа нет, удается пользоваться весьма ограниченное время этим прибором.

тт. вообще интересная штука сама по себе
в данной задаче пока что не представляю себе ее применение, хотя и были мысли его "пристроить"
дело в том, что импульс будет один, и не подразумевает дальнейшего продолжения колебаний на какой бы то ни было частоте (скорее наоборот, применяться все меры для предотвращения колебаний) и фронт спада импульса в индуктивности планируется сделать более крутым, есть уже некоторые практические наработки на этот счет, но это уже другая история...

Count_May

#24129   2017-01-08 20:53 GMT    
 

Модераторы

Онлайн статус
1055 сообщений

Откуда: Россия Петербург
Кто: ier
Возраст:
Репутация 52 [-][+]
#24039 bbbw :
Требуется рассчитать индуктивность при заданных параметра разряда на нее емкости, что бы в один момент магнитное поле оказалось максимальным.
к примеру есть емкость 100мкф. 200в. как рассчитать оптимальную индуктивность катушки в Гн ?
что бы в момент разряда энергия магнитного поля (в точке) достигла максимума?
конденсатор возьмем "идеальный" (можно считать, что его ток ограничен лишь нагрузкой.

Вот постановка задачи.
Любому школьнику она понятна, но он скажет. что данные не полные.
Как говорилось в рекламе "сколько тесл ..Тл" вам нужно? и мы рассчитаем индуктивность.
Студент скажет: Напишите связь индуктивности с индукцией магнитного поля . и я найду максимум этой функции, и при этих условиях определю индуктивность катушки.
Задача выведенного яйца не стоит, если есть данные. И форма индуктивности здесь ни при чём.

Сообщение было отредактировано Count_May (2017-01-08 21:30 GMT, 14 дней назад)

bbbw

#24138   2017-01-10 19:39 GMT    
 

Пользователи

Онлайн статус
10 сообщений

Откуда: Беларусь Vitebsk
Кто: работаю
Возраст: 41
Репутация 0 [-][+]
Count_May

[spoiler]Любому школьнику она понятна, но он скажет. что данные не полные....

безусловно! в какой то степени во всяком случаи.
задача простая ( как мне казалось по началу, я да же думал, что она проста и примитивна...
нужно всего лишь найти индуктивность с максимальным магнитным полем...
я например не смог составить "четкой" формулы ее расчета, при разряде на нее емкости, я сейчас да же не поднимаю вопрос о сопротивлении материалов и прочего...
я например считал, что индуктивность - это простая и легко поддающиеся расчетам величина, но проведя ряд экспериментов столкнулся с определенными трудностями.
емкость и заряд конденсатора известны! нужно лишь найти индуктивность с максимальным магнитным полем в какой то момент. и не важно время ее достижения! (именно времени и не хватает) в "классическом" уравнении. но в данном случаи время не значимо.
подскажите - как рассчитать , буду хлопать в ладоши и кричать ура!
был бы постоянный ток, а не емкость, не было бы и вопроса(например не проблема рассчитать обмотку рэле).
не знаю(((
такое ощущение, что когда меня учили физике, мне чего то не договаривали...
вроде бы задача простая, а решить я ее не могу(

Count_May

#24139   2017-01-10 20:43 GMT    
 

Модераторы

Онлайн статус
1055 сообщений

Откуда: Россия Петербург
Кто: ier
Возраст:
Репутация 52 [-][+]
Да нет, учили вас хорошо и вы во общем ухватили суть проблемы.
Речь идёт о данных, которые нужны, и они звучат у вас в условии " Разряд на ёмкости..". Надо знать закон изменения тока.
Вот к примеру, студенты решают такую задачу в самом общем виде без цифр: " Закон изменения тока от времени в контуре  I = A sin \omega t . Найти максимальную энергию магнитного поля..." И далее варианты с параметрами и цифрами ёмкости. индуктивности. периодом колебаний.....Вариантов много.
Так что думайте....
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.06 секунды