Парадокс трансформатора
Вставка
- Опубліковано 15 лис 2024
- Обсуждаем, как будет работать идеальный трансформатор, если магнитную проницаемость сердечника устремить к бесконечности.
Ключевые слова: магнитное поле, магнитная протицаемость, ЭДС индукции, электромагнитная индукция, вихревое электрическое поле, индуктивное сопротивление, уравнения Максвелла.
Получить доступ к дополнительным материалам и поддержать нас можно в нашем телеграм-канале: t.me/getaclass... или в сервисе Boosty: boosty.to/geta... и Patreon: / getaclass_eng
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
![Пожалуй, главное заблуждение об электричестве [Veritasium]](/img/n.gif)
Очень хороший ролик. В первую очередь с точки зрения того, что автор пытается понять физику процесса, а не просто получить формализованное решение. Ситуация, когда "формула умнее физика" - мало что дает человеку, которые хочет понимать физические процессы. Понимать - значит иметь собственную модель тех или иных процессов, с возможностью предсказания результатов экспериментов.
Спасибо автору!
Понять физику процесса и «выработать модель» никак не получиться, физика , увы, не предназначена для человеческого мышления. Нет никаких синусоидальных волн которые любят рисовать , нет магнитного поля стрелочками, ничего этого нет, и представить это невозможно. Можно лишь сделать какие-то числовые выкладки. И все. Ложки нет.
@@Fazer1789 И все же как-то человек с реальностью работает. Модель на то и модель, что она не обязана повторять реальность. Да это и невозможно.
Модель сопоставляет реальности нечто адекватное, понятное человеку, и достаточное для решения актуальных задач. Картинка ложки - не ложка, ей нельзя ничего зачерпнуть. В слове "сахар" нет сладости. Это просто набор звуков или символов. Но мы же умудряемся этим оперировать. Причем успешно.
Конечно, стоит различать описание и именно модель, которая всегда несет смысловую нагрузку, она всегда целесообразна. Собственно, наука занимается тем, что на основе описаний реальных явлений формирует модели и затем проверяет их адекватность. И именно модель позволяет реализовать небывалое раньше, получить желаемый результат.
По поводу того, что физика не предназначена для человеческого мышления - не соглашусь. На мой взгляд, именно она и предназначена. Физика - наука об окружающем нас мире. Она относится к естественным наукам. Можно сказать, что каждый человек - физик в той или иной степени, поскольку каждый из нас изучает окружающий мир. Для человека это естественно)
Разница - в инструментах и методах. Вот об адекватности и эффективности различных методов и инструментов и можно рассуждать. А о самом познании мира рассуждать несколько странно, потому что познание мира является естественным проявлением человека. Мы так организованы, у человека всегда есть цель, задача, которую он решает. Как минимум - сохранить себя как систему. В этом мы принципиально отличаемся от того, что считаем неживой природой. Объектам неживой природы без разницы, что с ними происходит. Они пассивны.
Реализация любой цели предполагает получение информации и построения модели, которая и позволит её реализовать. Живая система не может быть пассивной, она активна. Живая система постоянно строит модель будущего и предпринимает действия для того, чтобы реализовать предпочтительный вариант. И от успеха такой реализации зависит само существование живой системы именно как системы. Мы "обречены" на познание и моделирование.
@@ВиталийВ-п5ппозволю себе встрять в разговор, и попытаться объяснить в чем вы не правы. Во-первых, современные модели для практического применения - именно математические, на пальцах самолет не спроектируешь. Во-вторых, мы понимаем или работаем с такими "моделями" как картинка ложки или слово сахар, потому что сама эволюция на протяжении сотен тысяч и более лет тренировала нас для работы именно с такими или схожими явлениями. Кушаем мы каждый день, и поэтому хорошо различаем вкусы и используем доп инструменты для работы с едой, как ложки, вилки, ножи и т.д. Но, такие явления как электромагнетизм или квантовая механика, это процессы не похожие ни на какие другие процессы с которыми сталкивались наши предки, поэтому и придумать для них приемлимо точную модель не из чего, остается только математика.
не убедил меня автор. При таких малых величинах, токи во вторичной обмотке, даже замерить сегодня не чем, это ниже всякой погрешности, тем более что уравнения Максфела, работают при идеальных условиях, которые он сам определил.
Чем глубже копаешься в теме эл. магнитной индукции и токах, тем меньше понимаешь что там на самом деле происходит. Ни на что не претендую, но мне сегодня совсем ни чего не понятно, не смотря на то, что, что 50 лет назад всё было предельно яно))))
Алооо, физики, Вы там сами не оху---ли ещё, если даже мне простому смертному, понятно что тут что то не так?
За что спасибо? За то, что автор "убедил" Вас и себя заодно, что чем больше магнитная проницаемость сердечника, тем ХУЖЕ будет работать трансформатор? Давайте тогда вообще на деревянных мотать )))
Ничего не понятно, но очень здорово. Осталось понять кто и зачем про этот парадокс думал придумал. Без примера складывается впечатление что его кто-то просто так придумал.
Ответы в комментариях под предыдущими роликами из данного цикла.
Вкратце данный парадокс заметили некоторые зрители из-за чего в комментариях развязывались нешуточные баталии.
@@Sergey_Sergeevich_syz Ты прав! Трансформаторов я намотал сотню, в детстве сам сердечник добывал из отожжёных консервных банок и никогда никаких заморочек с соотношением витков к соотношению напряжений не наблюдал!
Есть надежда, что автор понимает что и зачем говорит. Эти изобретатели перпетуммобиле..
Думаю это формула создания портала к параллельной реальности
@@RZA_Engineer . /3
Мне хотелось бы увидеть подобные эксперименты с большей визуализацией (компьютерными моделями), чтобы примерно представлять как ведут себя невидимые магнитное и электрическое поля от изменения формы, кол-ва витков катушки и др. параметров трансформатора и т.п. цепей в целом.
Всего делов: 1. Пройти обучение ИИ, 2. Построить ИИ, 3. Обучить. 4. Наслаждаться.
Вам на визуализации нарисуют ТАКОЕ, чего в реальной жизни никогда не будет.
А что такое магнитное и электрическое поля ? До сих пор толком никто не знает.
@@daraimon4002 вы видимо - троечник)))
@@daraimon4002 что такое вещество до сих пор окончательно никто не знает, а аы про поля) Придумали математические абстракции вроде иногда работают ну и ладно. Квантовики поговаривают, что электричество и магнетизм это вообще одна субстанция проявляющая себя по-разному.
Спасибо ребята за умные мысли!
Когда то давным-давно на одном военном заводе в Подмосковье нам показали цех по созданию ферритовой памяти. Колечко феррита было настолько малым, что на девичьем пальце (а там работали только незамужние девочки, только их руки могли создать это чудо) это была просто черная точка. Ну, наверно диаметр кольца был 0.1-0.2 мм. Через каждое колечко надо было протащить три провода. Каждая девочка создавала коврик такой памяти за месяц. И это был такой плотный шар из проволоки, самого коврика не было видно. А память шла на Изделия. Что это было за изделие, история умалчивает. Сам я за время практики разработал контроллер связи ЭВМ с ядерным реактором, который пошел в производство. Вот такое оно, МВТУ.
Три проволочки - это, одна намагничивает кольцо в одном направлении, другая - в другом, а третья-для считывания?
@@dmitryvoronov7691 да.
По таким коментариям как ваш познаю природу этих технологий
@@Своя-жизнь , это был Великий СССР.
Увы, такого уже не будет.
@@Asanata то что вернули обратно название страны и флаг с гербом не чего не значит люди остались теже за исключением молодёжи которое живёт в новой формации и технологий которые изменили быт и жизнь
Извините, но в итоге, вы просто никак не объяснили этот парадокс! Вы лишь указали на наличие внешнего силового м. поля вне магнитопровода (индукции со звездочкой), но которое намного слабее, что как раз лишь подтверждает наличие парадокса.......
Формально объясняется парадокс так. Связанные вихревое электрическое поле и вихревое магнитное поле - могут концентрироваться (иметь преобладающую плотность) в разных областях пространства! Пример: Электрическое поле, движущее заряды в проводнике, сосредоточено внутри проводника, или недалеко от его поверхности (в случае сравнительно высоких частот), но оно создает обширное охватывающее магнитное поле на больших расстояниях от проводника. И НАОБОРОТ ТОЖЕ! А именно, сконцентрированное внутри магнитопровода магнитное поле (поток индукции) тем не менее создает обширное вихревое электрическое поле вокруг магнитопровода. Поэтому, такое эл. поле действует на электроны даже большого витка, охватывающего магнитопровод. (Главное чтобы проводник ЗАМЫКАЛ это внешнее эл. поле, то есть проходил через "дырку" в магнитопроводе трансформатора.)
....... Но на самом деле всё еще хитрее, ибо уравнения Максвелла не отражают истинную физическую картину. Хотя, это уже вопросы следующего уровня сложности. Как пример, смотрите: "Парадокс Геринга" (эксперимент Геринга с магнитным потоком врывающимся в механически размыкающийся проводящий контур). А также можно прочитать работу: "Движение магнитных полей", Нечипуренко Николай Алексеевич.
....... От себя добавлю, что например, уравнения Максвелла не учитывают УПРУГОСТЬ магнитного поля (когда оно ведет себя как упругое тело), и так далее... Физика Вселенной еще плохо осознана нами.
[с уважением, Ротаблер, ПФ, январь 2024]
Ну вот! Так гораздо понятнее!
Можно ли просто сказать что существует среда в которой возникают вихри? Далее можно предположить что магнито- чувствительные материалы просто взаимодействуют с вихрем как стекло со светом.
@@romangluhov вихри и эфир - это лишь аналогия, но за которой опять же прячется какая-то более важная суть (чем кстати я и занимаюсь, в том числе я понимаю что у Света нет "скорости").. [позже] а вообще, в целом, да, можно так сказать
@@БесконечнаяВселенная-м2з мы так дойдём до Варп-пространства и Warhammer 40K окажется совсем рядом)
Я Вас уважаю..Здоровья Вам..Вы правы и дальновидны..!
Спасибо. Задумался. Очень сложно для меня. Беру отпуск. Еду на дачу. Буду разбираться.
Я тоже весной буду разбирать... в соседнем селе брошенный кирпичный сарай.
😂 без бутылки не понять!!!
Мне 40 лет. Инженер с хорошим стажем. Но с удовольствием всегда смотрю ваши видео)
Да... В 00 годы инженеров, похоже,уже особо не учили. Хорошо, что такие фантики, как автор ролика, не попадались нашему завкафедрой электромеханики. Их просто отсеивала кафедра ТОЭ, курсом ранее.
Спасибо, что стараетесь объяснить такие сложные вещи и тратьте своё драгоценное время на любопытных.
Я мало что понял из вашего объяснения, но постараюсь посмотреть ваш урок ещё, пока не достигнув просветления.
Замечательный мужик!🎉
Да. Да. Объясните. работу трансформатора через вектор Уфимцева--Пойтинга.
Надо бы этот ролик не только в плейлист про трансформаторы занести , но и про вектор Умова-Пойтинга между 3 и 4 частью.
Ведь в конце 3го выпуска как раз был вопрос, как внешняя тороидальная катушка умудряется "почувствовать" ЭДС индукции, если магнитное (и электрическое) поле вроде как не выпадает наружу от внутреннней катушки
нет слов, класс!!! смотрю с удавольствием, хоть и не всё понимаю,бывает. вдвойне приятно, что Новосиб - сам из Академа, из двора где Мальцев, Мкртчан, Сагдеев ...
О, пошел мой "любимый" Максвелл.... тут уже точно начали понимать не все...
Спасибо огромное. Просто, интересно, наглядно. Но в конце ролика можно сделать дополнительно очень интересные выводы.
Ответ, думаю, кроется в том в уравниях Максвелла не учитыватся никак среда в которой работает ротор функции, по этому это абсолютно не важно по металлу течет поле или по воздуху, сконцентрированно оно с помощью сердечника в некоторой области внутри витка или равномерно распределено по всей площади им охватываемым, это для нас для людей ограниченных (имеется ввиду привыкшим к тому что у объектов есть границы) рассматривать сердечник как отдельное тело, а в реальности это всего лишь более плотное скопления електронов двигающихся туда сюда и граница между металлом и воздухом это просто место где плотность резко снижается, а 10-16 степени показывает как раз этот эффект, что метал это просто линза для поля.
Смотрю вас уже очень давно, очень нравится, как вы рассказываете и какие темы рассматриваете. Но ловлю себя на мысли, что воспринимать сухую теорию весьма непросто. Вот даже по этой теме, несмотря на то, что учился в этой области, хотя и довольно давно, мне было довольно тяжело воспринимать информацию. Признаюсь, что кое-что даже не понял.
Вы наверняка видели ролики Валериана Ивановича Гервидса на канале НИЯУ МИФИ, возможно, вам стоит разбавлять свой контент роликами подобного содержания с наглядными демонстрациями и простыми объяснениями, чтобы зрители могли потом увязать теорию и реальность между собой.
При всем уважении, объяснительная часть там обычно слабая. Иногда объяснений нет вовсе, только демонстрация.
перестань лизать зад докладчику видео и напиши уже наконец что-то по существу!
@@andreykuznetsov7442 так у Гервидса это была демонстрация к практике для видеотеки МИФИ, а не научпоп для всех. У них и по другим предметам есть очень хорошие ролики для студентов.
Интересно было бы какую нибудь хитрую загадку от Александра Малькова и чтобы вы решили показали на формулах
Электрический ток в проводнике создается не магнитным полем, а электрическим. Изменяющийся магнитный поток внутри сердечника создает переменное электрическое поле СНАРУЖИ сердечника, которое и создает ток в замкнутом проводнике. Я не понял, о каком парадоксе идет речь?
. Это сколько можно сэкономить на магнитопроводах. Они же сами выпали в осадок между электрическими полями.
Парадокс тут напоминает анекдот про "Таракан без ног не слышит".
Добрый день. В антеннах радиопередатчиков также есть магнитная составляющая высокочастотного излучения. Если не ошибаюсь, эта составляющая ближней зоны быстро затухает с расстоянием от антенны; электромагнитная же составляющая является основным фактором дальности связи. Примером первого типа антенн является NFC, RFID. Второго типа - патч антенны, диполи. Объясните, как возникают разные зависимости убывания энергии с расстоянием, ведь электрическое поле связано с магнитным?
ИМХО
Представьте, что у нас есть некий точечный заряд, допустим, положительный.
Напряженность поля в каждой точке пространства вокруг этого заряда обратно пропорциональна квадрату расстоянию до него. Например, на расстоянии 1 метра от заряда напряженность поля равна х, на расстоянии 2 метра - х/4, на расстоянии 3 метра - х/9 и так далее. Вот картинка:
+ о
+ о
+ о
(Это я так отодвигаю точку измерения поля о от заряда +)
Теперь давайте поместим отрицательный заряд такой же величины в 2 метрах слева от положительного. Вот картинка:
- + о
Минус слева - отрицательный заряд, плюс правее - положительный заряд, а буквой о обозначено место, где мы будем измерять суммарную напряженность электрического поля этих двух зарядов. Расстояние от + до о 1 метр.
Считаем: Напряженность поля положительного заряда в точке о равна х (согласно выкладкам выше). Напряженность поля отрицательного заряда в этой же точке равна -х/9, так как расстояние от него до точки о 3 метра. Суммарная (итоговая) напряженность поля равна х - х/9 = 8/9х = 32/36х.
Теперь приблизим минусовой заряд к плюсовому так, чтобы расстояние между ними было равно 1 метру.
- + о
Считаем напряженность в точке о. Для положительного заряда она так и осталась равной х, а для отрицательного - значительно увеличилась - стала -х/4. Суммарное поле равно х - х/4 = 3/4х = 27/36х.
Нетрудно понять, что приблизив отрицательный заряд вплотную к положительному так, чтобы они заняли одно и тоже место в пространстве мы получим нулевое поле не только в точке о, но и в любой точке окружающего пространства.
Вывод: чем ближе друг к другу находятся заряды, тем слабее поле вокруг них.
Но самый забавный результат мы получим тогда, когда попытаемся двигать точку о, не трогая заряды, Используя приведенную выше нехитрую математику, мы обнаружим, что двигая ее по линии расположения зарядов, мы получим не обратно квадратичную зависимость от расстояния, а еще более резко уменьшающуюся зависимость.
Чтобы не вдаваться в дроби, объясню при помощи "здравого смысла": на большом расстоянии от пары зарядов, эти заряды все больше и больше будут "казаться" нам одним суммарным нулевым зарядом. И чем ближе друг к другу находятся заряды, тем резче будет падать поле вокруг них. Тем труднее нам будет "различить" их. Аналогия пришла из химии:
sites.google.com/site/kontrudar13/himia
В молекулах суммарное внешнее электрическое поле двух атомов с разной электроотрицательностью зависит от расстояния между ними.
Магнитное поле короткой, как в NFC, катушки, КМК, является довольно близким аналогом близко расположенных зарядов. Потому и поле ослабляется при удалении от него не по обратно квадратичному закону, а очень резко.
Есть, кстати, "отключаемые" постоянные магниты на принципе компенсации поля одного знака полем противоположного знака.
Впрочем, не исключаю, что все это чушь собачья :)
Я не могу брать на себя абсолютную ответственность за правильность терминологий, поэтому считайте этот ответ моими взглядами. Я полагаю, что электромагнитное ИЗЛУЧЕНИЕ - это процесс распространения в среде электромагнитной ВОЛНЫ - электромагнитного поля, оторвавшегося от своего источника и далее существующего самостоятельно. Они продолжают существовать и распространяться даже после того, как источник перестал действовать ("обнулился"). Такие волны всегда спадают в открытом пространстве с расстоянием по закону 1/r (если нет потерь в среде), то есть, достаточно медленно, чтобы достигать даже других галактик. Характерная особенность электромагнитных волн - это вполне определенное отношение между электрической и магнитной компонентами, называемое волновым сопротивлением среды. Для вакуума это отношение равно 377 Ом.
Кроме волн существуют также "связанные" электромагнитные поля. Они формируются вокруг своих источников, и существуют, пока работает источник. Если источник "обнулился", то они тоже "обнуляются". Вот такие поля спадают гораздо быстрее, чем 1/r. Для источников подобных связанных магнитных полей, коими являются типовые NFS антенны, спадание поля с расстоянием подчиняется кубическому закону, как у магнитного диполя. Можно создать источник магнитного поля с еще более быстрым законом спадания. Для таких связанных полей нет жесткой зависимости между электрической и магнитной компонентами. Можно создавать либо преимущественно электрические, либо магнитные связанные поля. Повторюсь, с моей точки зрения эти поля не являются волнами или излучением.
Спасибо за видео.
Мне кажется, что ответ на вопрос в той форме, в какой он задан в начале ролика-не дан.
Уравнения, конечно, все рассчитайте, но объясния "на пальцах" - "что влияет на электрон". Я не увидел.
Например, если магнитное поле в 10 в 16 меньше. То как же возникнет эдс в проводе?
"Сложнааа, очень сложна!!..." 🙂
но интересно.
Наконец-то вы вспомнили этот прикол и решили его рассмотреть .
Про сам ролик сказать что то сложно, но, комментарии просто поразили, столько понимания смыслов процесса. Только ради комментариев стоит стараться над роликами.
Мораль сей басни такова, что какова не была бы точная математическая модель, но про границы (область) применимости забывать не нужно.
С ваших слов можно понять что сердечник не нужен оно и так прекрасно будет работать?
Из моей практики! На лекции по ТОЭ, посвященной теории поля, мы автоматически записывали формулы rot H= ... div B... и так далее, конечно не понимая о чем идет речь. Но преподаватель так увлекся, что повернувшись к аудитории с выражением на лице, что находится в полном понимании с группой, задал вопрос: -А если в этот участок поля поместить провод, то что произойдет???
В ответ тишина!
Тогда он поднимает одного студента и так эмоционально:
- Ну как Вы считаете????
Опять молчание, но все напряглись!
-Ну из чего делают провода?
Ответ заставил именно заржать всю аудиторию:
- Из проволоки!!!
@@apivovarov2 теорию поля мало кто из преподов понимает. Вычитывать курс лекций это не означает понимание. А уж мы, студенты вообще...
@@АлександрДегтярев-ж7ъ теорию поля могут понять десятки, а преподать и то единицы специалистов.
@@apivovarov2
Просто сначала над на лекции по линейной алгебре ходить. А если пиво пил, а экзамен удалось проскочить кое как, то все равно придется все пробелы ликвидировать. А то потом и правдад понять что такое rot(Х,Y,Z) не понятно будет.
@@NDCSA действительно, это не точно!))
В каком месте смеяться? Или это недоступный для понимания нефизиков юмор? Так я физик.
Ютьюб предложил мне это видео посмотреть, а вы в конце предложили задать вопросы. Так вот относительно новых концепций трансформаторостроения: сейчас шагнули в сторону минимизации габаритов, веса и расхода меди на трансформаторах, работающих на заданном режиме. Примером может служить трансформатор микроволновой печи или трансформатор станка, для гальванической развязки цепей управления. Применяется минимально возможное количество витков на вольт, железо работает на грани насыщения, а пакет пластин собран без перекрытия и проварен в нескольких местах подобно пакету пластин статора асинхронного электромотора. Для работы на холостом ходу не предназначено, но на номинальном режиме нагрузки имеет отличный КПД и проваренные по периферии пластины, коротко замкнутые между собой (с чем борются в традиционном исполнении трансформатора) не греются при работе и не приводят к повышенным потерям в сердечнике при перемагничивании.
Кто не въехал, смотрим вот это: Павел Виктор. Урок 366. Трансформатор. Там и про большое мю, и про магнитное поле внутри сердечника и про все остальное. Все ясно и понятно.
Попробуйте поиграться Ф-машиной Фролова, достаточно простая штука, но работает интересно.
А еще попробуйте собрать трансформатор, который намотан коаксиальным проводом в первичке(их две! центральная жила и экран) и литцендратом во вторичке - получите очень интересные параметры во вторичке, особенно при нагрузке экрана первичной обмотки, но частоты не должны быть выше килогерца, иначе не получится.
Вы с этими опытами поосторожнее, может нарушится пространственно временной континуум
@@unikornking367 Эксперимент филадельфия.
Спасибо большое! Очень хороший ролик на мою любимую тему. Стало чуточку понятнее как устроен этот мир( ну честнее сказать, стало чуточку понятнее почему мы никогда до конца не поймём как он устроен, но в сущности это одно и то же :)
Мне давно не даёт спать вопрос: почему при увеличении мощности трансформатора, увеличивают сечение магнитопровода... ну или почему увеличивают именно «настолько». По идее если там из уравнений вылазит 10^-16, то хоть на миллиметровой проволоке мотай - разницы никакой. Ну возьмём какое-то разумное сечение, чтобы не сильно много витков на вольт мотать... ну а дальше при увеличении мощности просто окно увеличивать, чтобы более толстым проводом мотать... сейчас посмотрю что Вы ещё снимали по трансформатору, однако сомневаюсь что найду ответ :)
Вообще, в выражении для мощности трансформатора входит произведение площади сечения магнитопровода на площадь окна под обмотку. Поэтому, действительно, можно увеличивать окно, оставляя сечение сердечника неизменным. Но тогда стоимость трансформатора будет очень большой, поскольку медь намного дороже трансформаторной стали. Поэтому из соображений дешевизны, наоборот, делают очень большое сечение магнитопровода при относительно малом сечении окна. Но все-таки максимальная удельная мощность трансформатора получается при вполне определенном соотношении сечения окна и сечения сердечника.
@@Sergey_Matweev поэтому, да не поэтому... не получается на 3 мм проволоке 100 кВА намотать. Почему-то обмотки сцепляются друг с другом неприемлемо плохо и на выходе слишком мягкая U=f(I)....
Так что не только поэтому.
Я лишь к тому, что интересно было бы послушать, как физики отвечают на этот вопрос.
@@KarpovVM , я Вас теперь не понимаю…
Пожалуйста, поясните, что означает ? Обычно говорят "намотать проводом", а не "на проволоке". Возможно, Вы вообще что-то другое имели в виду?
И почему Вас не устроил здесь ответ, что максимальная удельная мощность достигается при определенном отношении сечения сердечника и площади окна под обмотку? Очевидно, что это соотношение зависит от множества дополнительных факторов: мощности трансформатора, требований на его механическую надежность, климатику, электрическую изоляцию обмоток и между обмотками, используемый металл и форму сечения проводника, качество материала магнитопровода и его форму, тип охлаждения и т.п. Вы что, хотите предложить ЗДЕСЬ на Ютьюбе обсуждать эти проблемы?!!! Мне кажется, что это провокационное предложение, которое просто погубит канал. Те, кому данный вопрос интересен в таком объеме, могут обратиться к специализированной литературе и найти ответы, учитывающие большее количество факторов, чем одно лишь магнитосцепление обмоток.
Действительно, если рассчитывать трансформатор, то площадь сечения сердечника не играет никакой роли. В то же время, в эмпирических формулах существует зависимость габаритов от требуемой мощности.
..."почему при увеличении мощности трансформатора, увеличивают сечение магнитопровода", ну чтоб атомов больше стало, причём и внутри и снаружи тр-ра. Ровно как и любители пива охотно пререходят со стакана на неподъёмную кружку, - ну чтоб насыщение быстрей наступало.
Практика - критерий Истины. Чем манипулировать формулами, лучше сделать катушки-микродатчики и подносить их к замкнутому магнитопроводу с переменным магнитным полем внутри. Регулировать магнитную проницаемость можно легко сильным постоянным магнитом, подносимым сбоку ферритового сердечника.
Для переменного тока магнитный поток не является постоянным, а переменным (например синусоидальным). При этом ЭДС в единичном витке определяется изменением магнитного потока во времени т.е. дельта Ф/делта т
Прикинув потраченную мощность для насыщения сердечника и полученную Эл.магнитную вне у автора выпало ещё пару волос. За видео спасибо!
9:45 10^-16 это показательно. Именно поэтому трансформаторы без сердечника работают нормально только на частотах более 10^6 герц. Но сердечник же увеличит rotE, потому что ферромагнетизм увеличит B, если не стабилизировать нарочно поток Ф.
@@bpjkbhty "Кто тебе это сказал" это вводное словосочетание таким конформизмом задувает ) Я про силовой трансформатор без раздувания габаритов или\и материалов на порядки. Нормальность можете считать как статистическую характеристику по всем трансформаторам в мире в настоящий момент)
Ура! Вырвались из школьной физики) Первый курс, второй семестр. Не хватает визуализации выводов. На входе, условия - прекрасно визуализированы.
--
Мне напомнило экологическую химию, которую у нас вёл физик. Началась она со слов, что при химических реакциях взаимодействуют не "молекулы" и "атомы", а их волновые функции, а раз так, то появляются вероятности реакции. И с какой-то вероятностью получается одно вещество, с какой-то другое.
Получив учебник, мы, разумеется, предварительно посмотрели что нас ждёт. А ждала нас формула взаимодействия нефти с белком пищевода утки, разместившаяся на целом развороте двух страниц. Но даже в кошмаром бреду мы не могли представить, что формула - это фигня, а на самом деле нас ждёт увлекательный мир квантовой химии, с такими словами как уравнения Хартри-Фока, орбитали Слэтера-Зенера, кулоновский интеграл, что будут теоремы типа Хоэнберга-Кона и прочая вкуснота.
И глядя на колбу с веществом, уже понимаешь, что там куча разных веществ, а школьная химия до неприличия утрировала всё происходящее)
Да куда не сунься, изучаешь, развиваешься, в какой то момент даже думаешь, что что то там понимаешь, но в итоге доходишь в теме до квантовой(чего то там) и чувствуешь себя приматом((
Класно рисует маркером... Понравилось
Расскажите, пожалуйста, о взаимной индукции.
Очень хочется наконец то разобраться что такое трансформатор и с чем его едят))
Не проверял решение системы, но, допустим, всё так и есть. Но тогда возникает вопрос, который ещё усугубляется "визуализацией" типа сердечник- излучающая антена, вторичная обмотка- приёмная.
Вопрос такой: как при такой схеме КПД трансформатора имеет порядок 99%? Ну попробуйте взять одну не направленную антену и вторую не направленную. Там бы 5% получить.
К теме трансформаторов, предлагаю рассмотреть Рупор, то , каким образом он позволяет нагрузить диффУзор динамика. Может повезёт и про рупор будет сделано видео))
Я как-то делал аппарат точечной сварки из тороидального трансформатора. И с удивлением обнаружил, что включение трансформатора в розетку, даже при незамкнутой вторичной обмотке, иногда приводит к резкому скачку тока в первичной обмотке ~ десятков ампер. Хотя на холостом ходу этот ток ~ 0.3 А. Стал теоретически рассматривать вопрос, как вёдет себя катушка индуктивности при подключении к источнику переменного напряжения в разные моменты времени (при разной фазе источника). Теоретически у меня получилось, что ток в переходном режиме может быть в два раза больше тока в установившемся режиме. А такой бросок тока я объяснил остаточной намагниченностью сердечника: типа он уже намагничен и сильнее уже намагнититься не может, поэтому катушка ведёт себя просто как кусок провода при включении. Было бы очень интересно послушать ваши рассуждения на этот счёт.
Материал сердечника тр-ра магнитомягкий, т.е. после снятия внешнего намагничивающего поля остаточная намагниченность сердечника близка к нулю.
@@chembulatov Я тоже об этом думал. Как тогда объяснить эти переходные процессы в трансформаторе?
@@rexby Я сам сталкивался с загадочным поведением тр-ра, когда у нас на работе частенько выбивало тр-р управляещего напряжения на кране. Погуглил "переходные процессы тр-ра при включении" и узнал, что самый неприятный момент включения тр-ра - это момент перехода напряжения через ноль. Бросок тока в этот момент максимальный.
@@rexbyбольшой скачок тока происходил за время одного колебания характерной частоты в электросети 50Гц?
Если так, то легко объяснить, а если дольше, то прям непонятно)
Если бы у трансформаторного железа не было индукции насыщения, то действительно, пусковой ток мог бы быть лишь в два раза больше, чем ток холостого хода, если момент включения пришелся на ноль напряжения сети. Но трансформаторы рассчитаны так, что железо трансформатора в моменты максимума намагниченности почти приближается к насыщению. Поэтому, при включении первичной обмотки в сеть в момент, когда входное напряжение проходит ноль, образовавшийся избыточный ток вводит сердечник в насыщение, и в результате пусковой ток подскакивает не в два раза, а значительно сильнее. Насыщением железа объясняется также и быстрый (нелинейный) рост тока холостого хода трансформатора при незначительном повышении величины входного напряжения. Тем не менее, на это идут, поскольку приближая работу сердечника к насыщению можно получить максимальную удельную мощность трансформатора. Если же требуется трансформатор, не боящийся существенного повышения входного напряжения или создающий меньшие магнитные помехи, то количество витков на один Вольт напряжения делается больше, отдаляя работу железа от приближения к насыщению. Однако тогда сопротивление обмоток становится больше, и, соответственно, снижается мощность трансформатора. Но когда удельная мощность не особо важна - так обычно и поступают. От сварочного же трансформатора требуется максимальная удельная мощность. Поэтому в них железо работает близко к насыщению.
Ахре..неть просто! Смотрел на одном дыхании! Разумеется, ничего не понял, но было реально очень интересно :) Я всегда знал, что самые умные люди живут в Новосибирске! ;)
Так на дураков видимо и рассчитано.. Ты не понял, а нравится.. Я понял что меня за нос водят, и мне не нравится.. Прикинь. Какая разница?
Спасибо за науку.
А вот вопрос , чем больше нагружен ьрансформатор на вторичных обмотках , тем меньше намагничивантся сердечник ? Соответственно не нагруженый трансформатор сильнее греет сердечник ?
Вообще, по идее, тороидальная катушка с переменным током должна создавать магнитное поле снаружи. Потому что если рассмотреть произвольную точку вне тороида, то до этой точки магнитное поле от каждой части каждого витка будет доходить с задержкой. И получится, что от ближних частей витков задержка будет меньше, чем от дальних
Спасибо, интересно!
Так будет ли ток в проводе в случае бифилярной намотки? Какого направления?
Уравнением Максвелла Интеграл по контуру (Edl) = - Интеграл по площади контура (dB/dt)ds разве не объясняет появление ЭДС? В магнитопроводе, который охватывает провод, меняется поток, вот и появляется ЭДС.
но ведь искали не смысл, а ошибку на 1*(10 в -16 степени) %)
Очень интересно👍 а если бы мог понять хотябы на маковое зернышко, то был бы ввосторге от такого🤔🤣🤣🤣
До вашого пояснення питання: як тоді передається енергія з однієї обмотки до іншої?
Захватывающие видео! Буря потоков изложений, букв записанных на доске в сравнении просто бомба! На половине видео я понял что не хочу больше знать о парадоксе трансформатора не чего
... НИЧЕГО...
Извините меня, я в математике туповат, мягко говоря. Но намек я понял. Искал подтверждение моих догадок. Как сделать Источник знаю. Вам огромная Благодарность! Ценная информация!
Спасибо за объяснения, смотреть крайне интересно! Хотя и без уверенного владения темой понимать и рассуждать мне сложновато))
В эффекте Ааронова-Бома тоже магнитное поле H и движущийся заряд q пространственно разнесены, но тем не менее взаимодействуют друг с другом.
Современная электродинамика имеет изъяны: считает заряженные частицы локализованными в пространстве точками, исключает среду как участника всех электродинамических явлений, определяет характеристические силовые поля E и H колебаний среды особым видом материи (но сила - это не материя), и т.д.
не понял ни только в разрешении парадокса, но и в том, в чем является парадокс изначально... но, посмотрел с интересом...😆
Вот реально круто. Не думал,что сложен транс
Ни чё не понятно но очень интересно. Всё ясно и помюнятно.
10в16 6см . а длина первой и второй обмотки отношение 1к 2 для эффективной передачи одной к другой при одиноковом диаметре проводов?
Разберите обратноходовый преобразователь, тоже интересно. Когда на первичную обмотку подается к примеру положительный импульс, первичная остается в режиме дросселя, но при отключении источника энергии со стороны первичной обмотки, во вторичной ток начинает протекать в обратном направлении, игнорируя направление магнитопотока (в отличии работы от обычного трансформатора).
Очень хороший вопрос подняли о парадоксе трансформатора. У меня есть ещё один парадокс тороидального трансформатора намотанного бифиляром но обмотка соединена не встречно а последовательно. Так вот при замыкании витка ток в первичке не растет. Можете объяснить этот парадокс.
Лайк за видео. На сколько я понял, если взять трансформатор тока, например ТТИ 1000/5 (сердечник там тороидальный ) и пропустить 5А через вторичную обмотку, то скорее всего на первичной обмотке с какой-то нагрузкой появится какой-то ток.
Вот хотелось бы понять какой это ток будет?
Достаточно сложно. Но понятно теперь действие гальванической развязки. Спасибо.
А может, всё-таки, не остатки магнитного поля, находяшегося вне сердечника, воздействуют на проводник, а электрическое поле, порожденное изменением магнитного поля?
Как решались уравнения Максвелла было бы интересно взглянуть
@@schetnikov Какой был выбран малый параметр? И какие конкретно делались итерации?
@@schetnikov Вы можете объяснить так, чтобы я мог повторить? Не сделать сам, а именно повторить будучи уверенным, что делаю в точности то же самое, что делали вы?
Спасибо за этот ролик! Он и последовавшие обсуждения продвинули меня в понимании тонкостей электродинамики лучше, чем иные учебники.
Я ранее совершенно не задумывался, что тороидальный соленоид, который на постоянном токе не создает НИКАКИХ внешних полей, на переменном токе начинает создавать вокруг себя достаточно сильное электрическое поле (реальное, а не в виде некой фантомной круговой ЭДС, которая проявляется лишь тогда, когда мы замыкаем цепь, охватывающую сердечник соленоида). А также создает немного магнитного поля и еще начинает излучать электромагнитные волны.
Тем не менее, не могу удержаться от критики касательно привлечения длины волны к описанию рассмотренного в ролике эффекта. Подобным способом можно все формулы из электротехники, где есть частота колебаний, преобразовать в вид, содержащий длину волны, и искать в этом физический смысл.
К примеру, индуктивное сопротивление обычной сосредоточенной катушки Rинд = ω*L можно записать как Rинд=2*pi*с*L/λ, потом сказать, что индуктивность катушки при заданной геометрической конфигурации пропорциональна её линейному размеру (a), и в итоге утверждать, что индуктивность катушки пропорциональна "характерному" отношению линейного размера к длине волны (a/λ).
То же можно сделать и с конденсаторами, а потом еще начать учитывать длины соединительных проводников (тоже через лямбду) и вся низкочастотная электротехника на дискретных элементах примет причудливый вид, в котором процессы, происходящие внутри небольшой коробочки с радиоэлементами, будут описываться через длину волны в миллион раз больше размеров этой коробочки. Я считаю такое описание низкочастотных схем и дискретных элементов надуманным.
Лучше оставить в формулах частоту. А длину волны привлечь лишь тогда, когда надо найти границу применимости полученных результатов. В следующем посте предлагаю свою версию описания поведения тороидальной катушки с током.
Предлагаю версию описания поведения тороидальной катушки с переменным током, без математики, которая мне на таком уровне недоступна. Привожу только ход мысли и выводы, которые я получил на основе аналогий с полями, создаваемыми диполями.
Введем в рассмотрение первую, вторую и третью производные от тока в соленоиде. Тогда связанное электрическое поле вокруг соленоида (согласно формуле для ЭДС через производную от магнитного потока) будет пропорционально первой производной тока. Далее я делаю ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ, что это поле может быть описано, как поле электрического диполя. После этого можно по аналогии с электрическим диполем предположить, что связанное магнитное поле вокруг соленоида будет пропорционально второй производной тока. А магнитная, и электрическая составляющие волновой компоненты поля соленоида (отвечающей за излучение, то есть, за безвозвратный отток энергии) будут пропорциональны третьей производной тока.
Вот если теперь перейти к гармонически меняющемуся току, то связанное электрическое поле будет пропорционально частоте, связанное магнитное поле пропорционально квадрату частоты, а составляющие поля излучения (как электрическая, так и магнитная) будут пропорциональны третьей степени частоты. И, как это традиционно оговаривается при рассмотрении полей элементарных диполей, указанные частотные зависимости будут сохраняться в диапазоне, пока соответствующая длина волны будет много больше линейных размеров диполя (в данном случае соленоида).
Повторюсь, что эти утверждения получены на основе аналогий с полями диполей и не являются следствием настоящих теоретических расчетов. Особенностью результата является то, что поле излучения магнитного соленоида оказывается пропорционально третьей степени частоты, в отличие от поля излучения витка с током (магнитного диполя), которое пропорционально квадрату частоты. Если найдется истинный теоретик, который либо подтвердит, либо опровергнет эти выводы - буду рад, поскольку хочется разобраться до конца с этой задачей. Еще лучше, если появятся реальные формулы для количественных оценок.
Описание через длину волны вполне уместно. Если бы скорость света была бесконечной, никакой электромагнитной индукции не было бы, это релятивистский эффект, как и всё, связанное с магнитным полем. Низкочастотный предел это просто частный случай, когда произведение характерного размера катушки на характерную частоту изменения тока много меньше скорости света.
@@ФилиппЛыков-д8е , давайте, для начала, ответьте на вопрос, а какими будут магнитное поле вне соленоида и его излучение, если ток в нем будет меняться не с какой-то частотой, а линейно нарастать? И о какой длине волны в этом случае Вы будете говорить? Ну, и насчет скорости света потом поговорим, поскольку она связана не только с релятивизмом, но и с уравнениями Максвелла, которые годятся и для эфира. И под него были придуманы. И прекрасно бы работали без релятивизма, но с учетом наличия выделенной ИСО (связанной с неподвижным эфиром). Они просто оказались бы неинвариантными относительно произвольных ИСО, как неинвариантна скорость звука. Собственно, это и ожидали Майкельсон с Морли, собираясь по оценке неинвариантности скорости света вычислить, куда наша планета движется относительно эфира.
@@Sergey_Matweev Линейное нарастание тоже началось в какой-то момент времени. Пусть это было t0 времени назад.На расстоянии, большем ct0 от соленоида поля в данный момент времени не будет, оно туда не успеет "дойти". Именно поэтому я упомянул релятивизм.
@@ФилиппЛыков-д8е , я понял, что Вы хотели сказать. Конечно, электромагнитное возмущение не может распространяться мгновено. Но, повторюсь, "небесконечность" скорости света не обязательно связана с релятивизмом. Она приутствует и в уравнениях Максвелла даже в рамках теории светоносного эфира.
А про эффект Ааронова - Бома будет ролик?
"Я записал в системе СГС, хотя до этого я писал в системе СИ" - В том то и дело, как только мы начинаем заниматься магнитным полем, так система СИ полностью извращает все формулы, и их смысл.
Спасибо, очень интересно. Хотелось бы и про гистерезис в трансформаторах послушать. И как мю, влияете на изменение формы сигнала.
Здравствуйте. Получается , что по вашим словам поток через катушку 2 очень мал из-за слабого поля рассеянния. Но, работа трансформатора ( если читать $136 Д.В.Сивухин Т.3 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО) основывается , что потоки через 1 катушку и 2 равны, т.е. поля рассеянния =0 (стр.606). Так же, там же рассматриваются уравнения колебаний. Так как же работает сей агрегат с КПД примерно 100% :) ?
Лицо на заставке в стиле
"Ага, вот эти ребята... Я делаю особую, уличную физику, кто хочет увидеть?"
:)
магию будем смотреть?😂
Андрей привет,
Если снаружи всё так и есть поля, то зачем в учебниках и не только в них, утверждают что поля взаимно компенсировано. Вопрос касается и внешнего магнитного поля коаксиальной пары тоже
Возможно подразумевается техническая компенсация, т.е. высокой степени, но не абсолютная. В сравнении с не компенсированным случаем.
Математические формулы будь то они от Максвелла или от Энштейна лишь пытаются описать физический мир. Природа полей такова что в среде переменные поля возникают и движутся от источника в разные стороны генерируя попеременно одно другое. Трансформатор в виде сердечника переизлучал магнитное поле в пространство от катушки с током. А вторая катушка как приемник ее принимала. Вот если переизлучения не будет то мы получим чистую черную дыру для магнитного поля.
Could you please explain a typical loudspeaker with a shorting coil, accounting for eddy currents everywhere?
Это отличная трактовка! "Не только лишь все" читают "букварь" от Иванова-Смоленского по электромашинам с удовольствием, переходящим в наслаждение! Тем не менее, вопрос- почему закон Ома для случая переменного тока записан без учета э.д.с. самоиндукции? Был бы оч признателен за комментарий, почему это возможно.
Физика физикой, а вот синий фон ролика говорит о научном складе ума, стремлении к знаниям автора. Природу не обойти, она точно говорит о нашем характере через внешние признаки
Здравствуйте уважаемые авторы, интересный ролик, возможно я невнимательно смотрел, но как мне кажется понятного ответа на ворос откуда берется поле вне витков тора в представленном видео, так и не прозвучало. Почему-то многие забывают, что точным решением уравнеий Максвела является интеграл Био-Вара-Лапласа, точнее его модификация для нестационарных рапределений зарядов и токов в виде запаздывающих потенциалов. А все красивые формулы для конфигураций типа соленойд получаются благодаря симметриям которые избавляют нас от сложных интегрирований по распределениям токов и зарядов. Между тем если помнить об этом то автоматически парадокс разрешается. Поясню, если в стационарном случае в точках наблюдения вне тора или бесконечного соленойда происходит компенсация вкладов от всех элементов тока, то в нестационарном случает (даже при синхронном изменении токов в пространстве, что еще та задача) вклады от элементов токов будут запаздывать на время распространения сигналов что нарушит компенсацию и приведет к возникновению не нулевых полей удовлетворяющих уравнениям Максвела.
Боюсь коментарий очень длинный, но раз уж вы упомянули дальнюю зону, то интересный вопрос будет ли излучение от такого тора в дальней зоне и почему?
Кроме того, в свою бытность преподавателем добивался от студентов такой "картины мира" : В классической электродинамике само по себе переменное магнитное (электрическое) поле не порождает ответное ему элеткрическое (магнитное). Любая не противоречащая уравнениям максвела конфигурация полей заданная в пространстве и времени единственным образом определяет источник так же распределенный в пространстве и времени который и порождает наблюдаемое поле и явления, да часто мы можем вычислить поле в какой-то области зная поле только скажем на поверхности (принцип Гюйгенса), но это не означет что оно порождено полем на поверхности. В связи с этим возможная тема -парадокс для одного из ваших роликов, пусть у нас есть дипольный момент (например колеблющийся на прямой линии заряд) , тогда в дальней зоне он породит излучение где вектор электрического поля будет лежать в плоскости диполного момента, а магнитное поле будет попречно линии диполя так как согласно формуле Био-Саваря-Лапласса его поролит ток движущегося заряда. Теперь вопрос куда и почему будет напрвлено и какими источиками создано поле в дальней зоне от переменного магнитного диполя?
Большое спасибо!
Вы задали вопрос в "статусе" парадокса. То есть, Вы считаете, что ответ на данный вопрос контринтуитивен. Вот это и заставляет меня дать ответ, который мне кажется естественным. Вдруг этот ответ неправилен... Итак, я полагаю, что ничего принципиально не изменится. Диаграмма направленности излучения при замене электрического диполя на магнитный останется той же самой - в виде бублика с осью, направленной по оси диполя (что электрического, что магнитного). Максимум диаграммы направленности будет в плоскости, перпендикулярной оси диполя. Только электрическая и магнитная компоненты поменяются местами.
Вот ответ на первый заданный вскользь вопрос о том, будет ли излучать тор с равномерно распределенным током по его образующим, для меня неочевиден. Пока я пришел к выводу, что его излучение будет подобно излучению электрического диполя, только эффективность такого излучателя в смысле отношения излучаемой мощности к реактивной мощности будет очень низким.
@@schetnikov Это было бы несколько странно, насколько я понимаю тороидальная катушка не имеет не магнитодипольного момента не электродипольно, в ней нет выделенного направления, ну если я правильно понял конструкцию, так что дипонольного излучения не будет, т.е. как минимум мощность не будет зависит от частоты ка w^3, однако если прикинуть то и магниный квадрупольный мамент равень нулю так как радиально симметричных точках токи противопожны, так что кажется что излучения в далней зоне не будет. Надо более аккуратно на бумаге проверить.
@@Sergey_Matweev Собственно вопрос в том откуда возмется электрическое поле вволне? Откуда магнитное понятно, но где источник электричекого поля?
Касаемо торойда, если я правильно понял его конструкцию то его магнитодипольный момент равент нулю, так что дипольного излучения не будет, на первый взгляд магнито-квадрупольный момент тоже равен нулю.
Здравствуйте Андрей еще раз, я на конец осознал чем меня зацепило это видео. Как вы наверное знаете еще много лет назад в физике элементарных частиц пытаются обсуждать да и ставить эксперименты по обнаружению электродипольного момента у элементарных частиц (например мюона и электрона), меня это всегда ставило в тупик, так как я не мог помыслить электродипольный момент без разнесеня зарядов, (умолчим про то как можно помыслить магный момент :)) Так вот кажется что тороидальная катушка с магнитным полем внутри вполне может изображать электродиполь без разделения зарядов, во всяком случае при переменном поле в торойде диаграма направленности и и поляризация излучения совпадают с электродипольным. Тем самым я признаю, что был неправ и сигнал в дальней зоне будет. Осталось понять будет ли прецессия такого "электродиполя" во внешнем электрическом поле подобно тому как прецессирует магнитный момент во внешнем магнитном поле? Какими силами эта прецессия будет вызвана?
Мне кажется, упускается из виду тот факт, что при стремлении магнитной проницаемости к бесконечности, переменный ток в первичной обмотке будет стремиться к нулю (из-за стремления к бесконечности индуктивного сопротивления со стороны выводов первичной обмотки). Соответственно, и во вторичной его тоже не будет.
@@schetnikov Ну, видимо, весь парадокс, как и во многих других физических "парадоксах", связан именно с вольным обращением с бесконечностями (типа "парадокса" нарушения ЗСИ при упругом отскоке мяча от стены и т.п.). Ну да, лучше использовать конечную мю, а потом уже в самом ответе смотреть что происходит при стремлении ее к бесконечности.
Думаю что при увеличении проницаемости и индуктивного сопротивления и уменьшении тока в первичке магнитный поток при этом остается постоянным... И ток в витке тоже
А мне нравится школьное объяснение, где через векторный потенциал, понятно и логично. НО и при постоянном токе в центре трансвформатора сосредоточен магнитный негатив - это то пространство, которое осталось без магнетизма.
Замечание такое. В фильме сказано, что уравнения Максвелла записаны в СГС, а до этого все писалось в СИ. Это неверно, так как материальное уравнение, связывающее магнитную проницаемость и индукцию тоже было записано в гауссовой системе, а не в СИ. В СИ оно выглядит иначе.
Вы про B=mu H ?
@@RobotN001 Да
@@schetnikov я тоже пользуюсь гауссовой системой. Надо бы сделать фильм о ней.
@@schetnikov Нет, этого я не знаю, и, к сожалению, работы Максвелла не читал, даже не знаю, как она выглядит. СГСЭ и СГСМ я не пользуюсь, я использую симметричную гауссову, а когда надо перевожу в СИ по таблице. Меня сейчас волнует положение с новыми стандартами заряда, при которых в СИ и электрическая постоянная, и магнитная имеют ошибку, но их произведение ошибки не имеет. Авторы этого стандарта думают в СИ, а я думаю в СГС. Неужели теперь в закон Кулона надо ставить коэффициент, равный 1, с возможной ошибкой?
А действительно можно менять инерционные моменты трансформатора с "мнимыми" токами?
Супер!!!! Более понятного объяснения уже и не придумать!
Верно ли утверждение: "Поле Н, создаваемое первичной катушкой трансформатора, вообще не зависит от мю, от наличия сердечника"?
Объяснение проще чем кажется. Просто сердечник это с точностью до знака ровно то же самое, что и катушка. Просто там роль токов проводимости выполняют молекулярные токи валентных электронов.
Если честно, то меня объяснение совсем не удовлетворило. Привлечение уравнений Максвелла ровным счетом ничего не изменило. С практической точки зрения десять в минус шестнадцатой ничем не отличаются от просто нуля. Значит, магнитного поля вне сердечника как не было, так и нет. Конечно, напрашивается вывод, что, раз трансформатор можно рассматривать как комбинацию из передающей и приёмной антенн, то снаружи оказывается электрическая составляющая излучаемой электромагнитной волны. Которая, как и положено, порождает магнитную и т. д. Но и тут, в моём представлении, парадокс не разрешается. Сердечник то проводящий и электрические поля тоже не должен из себя выпускать.
Никакого парадокса: переменное магнитное поле создаёт вихревое электрическое поле, а оно наводит ток в катушке или даже в одном витке. Ток в сердечнике не наводится, потому что его делают плохо проводящим. Типа электромагнитная волна, но уйти ей далеко не даёт сердечник удерживающий магнитную составляющею, как гиря.
это лекция забалтывание. Трансформатор нельзя рассматривать только как антенны. И автор как-то проигнорил поведением магнитного поля в сердечнике. Он только лишь расписал недостижимые лимиты. Я думаю, если 100 ГГц подать на трансформатор, то он не заработает. Весь вопрос: нахрена эти крайности описывать ? В том смысле, что без объяснения физики прикладываем математику туда, где работают уже другие законы как-то очень смахивает на шутку с подъёбом.
Непонимающим описывает сложно. Понимающий объясняет легко. Сердечник всего лишь для понижения рабочей частоты и уменьшения размеров за счёт магнитных свойств материала сердечника. Высокочастотные трансформаторы могут не иметь сердечник совсем, но там проявляется скин эффект и передача большой энергии становится проблемой.
@@vvszel "Плохо проводящий" - улыбнуло. Ну так и нихром в электроплите "плохо проводящий"! Скажу по секрету, что сердечник, абсолютно "не проводящий", т.е. с зазором, работает, да ещё и как!
@@KostsovKonstantin Ваше "нахрена ?" имеет простейший ответ - для увеличения количества "лайков" и комментов! Кстати, "дизлайки" и отрицательные комменты идут в плюсах в общий зачёт!
Так держать@
У меня один раз возник вопрос по трансформатору тока по поводу того какое напряжение может быть на вторичной обмотки трансформатора и насколько губительно его закорачивать во время замены счётчика мне ответили, что величина напряжения растёт по экспоненте, константа не упоминалась.
Хорошо, что такие фантики не попадались нашему завкафедрой электромеханики. Их просто отсеивала кафедра ТОЭ, курсом ранее.
Если бифилярная обмотка и токи поней текут встречно то откуда появляется наружное магнитное поле
Молодцы, что проделали за такую работу
Всегда любой процесс для его полного понимания нужно рассматривать с полным описанием перехода энергии из одного вида в другой .... и в данном случае из энергии электрического поля вызывающего подвижки электронов в проводнике в магнитное поле создаваемое в вакумме а далее в поворот орбит электронов сердечника ... Но вот ведь энергия не может существовать сама по себе без физического носителя и не лишним будет так же в такое описание вводить и её носитель при каждой смене .
Оказывается, всё легко и просто. ))
А что будет если на одну катушку в трансформаторе подать переменный ток а на другую с тем же количеством витков и сечением провода подать постоянный? А так же что будет если установить на этот сердечник еще две отдельные вторичные катушки , какое напряжение с них снимется?
Спасибо за труд! Вы производите полезный продукт мысли!
Если намотать тр-р такой как в конце ролика первичная и вторичная обмотки с одинаковым количеством витков то получается напряжение на вторичной катушке значительно меньше чем на первичной, почему? ( данные эксперимента)
что такое тр это папа получает 120 рублей маме отдает 50 а на остальные гудит
У меня есть вопрос по солнечным батареям: читал недавно про них и задумался о их нагреве. На них светит солнце и нагревает их, но в то же время из этой солнечной энергии получается электрический ток, т.е. часть энергии солнечные батареи должны превращать в ток. В то же время это ток их тоже нагревает. Вопрос такой: меньше ли греется солнечная батарея, которая питает нагрузку в сравнении с солнечной батареей с разомкнутой цепью (х.х.), если часть солнечной энергии должна преобразовываться в электрическую!?!?
а этого уровня магнитного поля достаточно, чтобы наводить наблюдаемую на практике ЭДС?
хорошее видео для сна
По мне так это натягивание ужа на ежа. Еще больше 'парадоксов' возникает при рассмотрении трансформатора постоянного тока. В сердечник кольцевой можно навести магнитный поток который после отключения катушки продолжит присутствовать в сердечнике 'бесконечно' долго и прекратит существовать только после 'размыкания' сердечника. И этот магнитный поток можно навести не только катушкой но и постоянным магнитом правильно замкнув его полюса относительно направления сердечника. Плотность такого потока зависит от силы магнита или катушки и сечения и однородности сердечника. Каждое замыкание/размыкание этого поля меняет его направление потока.
У масквела есть такое определение как истинная индукция
занимался сборкой трансформатора подобной конструкции для индукционного нагревателя. перчика допустим 60 витков а вторичка 1 причем она нагружена на индуктор с много меньшей индуктивностью. для трансформатора это почти кз. так вот я столкнулся с проблемой насыщения. по логике если токи в первичной и вторичной противоположно равны, то суммарный поток в сердечнике должен быть минимально достаточен для поддержания эдс. но практически это далеко не так. трансформатор имеет далеко не идеальный коэффициент связи. так же проводил эксперименты с п сердечником. заметил что картина намагниченности далеко не однородная, сердечник в разных участках вдоль теоретической магнитной линии может быть намагничен по разному. я говорю про случай когда на сердечнике разнесены в разные участки обмотки с противофазными токами. эдс индукции вдоль линии уже не будет одинаковый, и может менять знак через 0.
коэфф. связи зависит только от расстояния между обмотками. И точка.) Разнесённые обмотки делают для гальванической развязки.. ну и для школьной модели трансформатора ))
@@mikebountain как определить расстояние? какая мат модель?
принцип уравнений Максвелла в том, что изменяющееся магнитное поле создает вокруг себя изменяющееся электрическое поле . Применительно к трансформатору магнитное поле внутри сердечника создает электрическое поле снаружи, это поле воздействует на вторичную обмотку (на электроны) и создает эдс
Как раз таки именно переменное магнитное поле в сердечнике и вокруг него и действует непосредственно (а не через электрическое поле) на электроны во вторичке, которые начинают колебаться с частотой изменения магнитного потока в сердечнике. Просто посмотрите на геометрию расположения обмоток и магнитопровода (сердечника) и поймёте, что именно магнитное поле действует на заряды во вторичке (обмотки и магнитопровод расположены примерно перпендикулярно). Также и наоборот: колебания электронов в первичке создают магнитный поток перпендикулярно обмоткам (вдоль оси катушки). А роль магнитопроводящего сердечника - это концентрирование магнитного потока в основном в сердечнике и вокруг него, чтобы магнитное поле не рассеивалось в пространстве.
@@sergmetlev8559 Наоброт .электрическое поле есть . а магнитное поле некая условность визуализирующая релятивиский эфект движения электрического поля.
Интересные рассуждения о том, откуда берётся ЭДС во вторичной обмотке при магнитной проницаемости сердечниа, равной бесконечности . Действительно, ток намагничивания в первичной обмотке при этом равен нулю.На самом деле этт парадокс объяясняетея очень просто. Поскольку в сердечнике возникает переменный магнитный поток, в любом, охватываещем его замкнутов контуре возникает ЭДС. Эта ЭДС порождает ток через нагрузку вторичной обмотки. Этот, вторичный, ток направлен так, что стремится снизить магнитный поток в сердечнике. Поэтому (и это - ключ к пониманию работы трансформатора вообще) ток в первичной обмотке должен повыситься, чтобы поддержать магнитный поток на уровне, определяемом его dU/dt. Так и происходит передача энергии. Следует добавить, что даже при идеальном магнитном иатериале с бесконечной проницаемостью магнитный поток не замкнут внутри сердечника. Он имеется и в воздухе. Этот поток создаёт так называемую индуктивность рассеяния. Она почти не зависит от материала сердечника, но играет большую роль в передвче энергии от первичной ко вторичной обмотке.
Спасибо, теперь я понял почему в ВЧ трансформаторах нет сердечника.
А вот такой вопрос: если этот виток будет бесконечной длины и нулевого сопротивления, а другой короткий, то на второй действует большее поле вблизи сердечника? И какое будет напряжение на витках, одинаковое или нет?