Bir trafo çifti var mı?

Kondansatörler ve indüktörler birbirlerinin çiftleridir .

İki indüktörden oluşan bir transformatör, manyetik yakın alandan sağdaki karşılıklı endüktans yoluyla gücü aktarır (sağ?) Ayrıca, çekirdekteki dönüş oranını değiştirerek gerilim veya akım oranını da değiştirebilirsiniz. Bunu, tek bir birincil döngüyü birçok ikincil döngüle birleştirmek ve daha sonra ikincil döngüleri istiflemek ve çıkış voltajlarının toplanması olarak düşünebilirsiniz.

Transformatörün elektrikli bir çifti var mı? Kapasitans kullanan ve elektriği yakın alandaki elektrik yoluyla bir izolasyon bariyeri üzerinden aktaran bir şey ? Birden fazla ikincil kapasitörlü tek bir birincil kondansatörü birleştirmenin ve çıkışlarını toplayarak güç dönüştürmesi için istiflemenin bir yolu?

İzole bir tedarikin iki kapasitör kullanılarak üretilebileceğini biliyorum, ancak bunun tam olarak bir çift olup olmadığından veya dönüş oranını ayarlamaya eşdeğer olup olmadığından emin değilim:

kaynak

Ya da belki bununla ilgili bir şey?

kaynak

Örneğin, kapasitif voltaj bölücüler vardır, ancak bunlar yalnızca voltajı azaltır, bunu bir otomatik dönüştürme aracı gibi artıramazlar. Şarj pompaları vardır, ancak bunlar bir transformatörde bulunmayan anahtarlar veya diyotlar gibi aktif elemanlar gerektirir.

Daha kısaca: Manyetik alanlar yerine elektrik alanları ve sadece pasif bileşenleri kullanarak gücü (birincil olarak 1 V, 5 A, ikincil için 1 A) ikincil olarak dönüştürmenin bir yolu var mı? Değilse neden olmasın? (Elektrik alan taraması?)

Aslında bu merak edilmesi gereken yaygın bir şey.

Bunun için bir çift var. Ortak bir sargı ve manyetik akıyı (Manyetik "akım") paylaşan cihazlarınız olduğunda, ortak bir elektrik iletkeni paylaşan cihazlar için mükemmel bir çift yapar. Wikipedia'dan güzel fotoğraf :

2

" Manyetik Devreler " e de bakabilirsiniz . " Manyetik Kapasitans " gibi bu kavramlara detaylı bir şekilde girdiğinizde bazı eğlenceli terimleri öğrenmeye başlayabilirsiniz. Görünüşe göre akı kapasitansı var.

Bir transformatörden ne kadar enerjinin geçtiğini belirleme şekliniz, tıpkı farklı ünitelerdeki bir elektrik devresi gibi çalışan manyetik bir devreye ayrılabilir. Manyetik Devreler Elektrik Devrelerinin bir analogudur birçok nedenden dolayı çalışmak için çok daha kolay olan .

Bir voltaj kaynağı veya akım kaynağı gibi düşünün. Doğrudan analoglardır, ancak bir voltaj kaynağı oluşturduğunuzda, bu akım kaynağından çok daha kolay bir cehennemdir.

Kenar notu

Manyetik akı, kabloya dik olan manyetik akı nedeniyle bir çekirdekte paylaşılır, elektrik akısı ile ilgili sorun, etrafa dolanmamış iki yüzey arasında işaret etmesidir. Bir dielektrik etrafında dolandıysa işi hallederdi.

Diğer içindeki kondansatör ile ilgili olarak

Daha küçük hale gelirse, aralarında seri dirençli iki kuplaj kondansatörü gibi davranır, küçüldükçe, toplam elektrik alanı minimum olur, ancak neredeyse büyük bir E-Field koyabilirsiniz. Bir transformatör kadar etkili.

Emin olamadığımı söyleyerek başlayacağım. Ancak, hayır demeye meyilliyim. Transformatörler "temel" elektrik bileşenleri değildir. Kondansatörler ve İndüktörler (ve bu konuda Dirençler) hepsi temel (karmaşık) empedans cihazlarıdır.

Bir transformatör iki indüktörün bir bileşimidir. Sizin de belirttiğiniz gibi, enerjiyi manyetik endüktans ilkesiyle dönüştürür. Özellikle, bir bobinden akan akımın uzamsal yan etkisine dayanarak çalışır (yani zamanla değişen manyetik alan çizgilerinin birleşmesi). Bir kondansatördeki tüm "eylem" tabiri caizse, plakalar arasında olanlarla sınırlı.

Bir transformatörde olup bitene benzeyen bir benzetme hakkında düşünebildiğim en yakın şey, yüksek hızlı sinyalizasyon otobüslerinde bitişik izler arasında "çapraz konuşmaya" neden olan kapasitif birleşme fikri ...

evet, en azından aşağı inebilirsiniz, tıpkı dirençli bir köprü gibi kapaklar kullanabilirsiniz - 110v AC'de 10: 1 oranla (10nF ve 1nf) iki seri söyleyin ve 10nF'deki AC voltajını ölçün - kabaca 11v AC bakın - daha düşük bir voltaj elde etmek için oldukça verimsiz bir yol - ama sadece bir mA ya da böyle bir şeye ihtiyacınız olursa ucuz bir yoldur - ancak dokunmanız gereken daha fazla enerji (daha büyük başlıklara ihtiyacınız) daha fazla verimsiz ( sadece dirençli bir bölücü gibi)

Bir transformatör elektrik ve manyetiktir. Kesinlikle manyetik değildir, bu yüzden elektrikli bir çift istemek mantıklı değil! Bunun yerine, manyetizma ve elektriğin yer değiştirdiği trafo benzeri bir cihaz nedir diye sorabiliriz. Sana veririm:

Birincil çekirdek içinden gelen değişen bir manyetik alan, bobindeki akım akışını indükler, bu da ikincil çekirdekte değişen bir manyetik alanı indükler.

Şimdi, akım ve voltaj arasındaki başka bir dualite var. Trafo bu anlamda ikili değildir çünkü aslında empedansı değiştirir. Empedans gibi kabulü ele alan bir cihaz (iki tanesi ikili) diye sorabiliriz. Fakat bu gerçekten sadece transformatörün kendisidir, ters çevrilmiş bir sarım oranı ile. Yani, empedansı iki ile yükselten bir cihaz ve girişini ikiyle yükselten bir cihaz, sadece ters yönde kullanılan aynı transformatördür.

Tamam, bunu aylardır kafamın içinde takip ediyorum. İlgili alanları anlamada bir alıştırma olarak birkaç prototip geliştirdim. Sonunda inanabileceğim bir cevabım var.

Diyelim ki orijinal konseptiniz var, bir kapasitörün içinde bir kapasitör. Bunu bununla karşılaştırın:

Bu devrenin, dört-plaka düzenlememizle aynı olduğunu iddia ediyorum. Dört plakalı yığımızın iç plakalarının her biri hala büyük bir yüzey alanına ve her iki taraftaki plakalara büyük kapasitansa sahip bir iletkendir. Onları aralarında empedans olmayan iki ayrı plaka olarak çizdik, ancak bu elektriksel olarak hiçbir şeyi değiştirmiyor. Şimdi devre daha tanıdık geliyor. Gerçekten sadece üç kapasitör var. Ve ikincil boyunca gerçekten bir şey eklemek yok, sadece bir voltaj bölücü oluşturur. Yine de bir yük eklediğinizde bunu alırsınız.

Bunun bir transformatöre çok benzer özellikleri var. DC primerden sekonder geçiş yapamaz, ancak AC geçebilir. Bu, sistemi galvanik olarak izole eder. Ancak, bu mutlaka pratik amaçlar için tecrit edilmez! AC'yi ideal bir transformatörün birincil ve ikincil arasına koyarsanız, hiçbir şey olmaz. AC'yi bu devrenin birincil ve ikincil arasına koyarsanız, çok fazla akım akışı elde edersiniz. Böylece bu bir AC hi-pot testinde başarısız olur ve bir taraftaki ortak mod gürültüsü diğerine mutlu bir şekilde aktarılır.

Bunlar bir uygulama için sorun değilse, bunun için manyetik bir transformatöre göre bazı avantajlar olabilir. Birincisi, bir transformatörün tersine, daha yüksek frekanslarda daha fazla güç aktarabilirsiniz. (Transformatöre bağlı olarak, elbette.) Ele alınacak hiçbir çekirdek malzeme ve geometri belirsizliği yoktur. Bunun bir transformatörden daha verimli olduğundan şüpheleniyorum, ancak bunu gösterecek veriim yok. Girdap akımları, histerezis kayıpları ve sargı kayıpları yerine, elimizdeki tek şey, daha düşük olmasını beklediğim kapasitörlerde ESR kaybı. Ve bu DC güvenli! Eğer DC'yi bir transformatöre koyarsanız, çekirdek doygun hale gelir ve muhtemelen bir şeyleri kırarsınız. Bunu DC'ye verin ve kesinlikle hiçbir şey olmuyor.

Şimdi, gerçekte bir transformatörün çiftiyse neden yukarı çıkamıyoruz? Çünkü elektrik alanlar ve manyetik alanlar bazı temel asimetrilere sahiptir. Bir elektrik alanı pozitif yükte başlar ve negatif yükte biter. Bir iletkeni başka bir iletkenin elektrik alanına maruz bırakamazsınız; kapasitörün elektrik alanı tanımsal olarak iki iletkeni içerir ve üçte birini tanıtmaya çalışırsanız, sonlandırma noktalarından bazılarını hareket ettirir. (Çizgi film versiyonu, ben fizikçi değilim.) Ama manyetik alan her zaman başladığı yerde biter, böylece tek bir iletken sekonderin farklı geometriye maruz kalabileceği manyetik alana sahip olabilir.

Başka bir deyişle, elektrik alanlarının herbiri ayrı bir parçacık üzerinde, tek kutuplu oldukları içindir. Manyetik alanlar, aynı mıknatısın karşıt kutuplarında başlayan ve biten, döngüler oluşturan, kutupsaldır. Çok eğlenceli, @JustJeff'in yorumu ters çevrildi! Manyetik bir monopole değil, gerçekten bir elektrik direğine ihtiyacımız var!

Eğer bir transformatör manyetik bir alanı paylaşan iki iletken ise, ikili bir elektrik alanı paylaşan iki iletken olacaktır. Başka bir deyişle, transformatörün çifti bir çift kapasitördür.

Evet var. "Slot birleşik dalga kılavuzu". Her ne kadar sadece 2 birleşik kapasitör kadar saf olmasa da, neredeyse% 100 kapasitansa dayanıyor ve doğal endüktans ve manyetik hava çekirdeği ve daha fazla iletken içeriyor.

İkili fikrime dipol anten , veya daha geniş bir ifadeyle, herhangi bir .

Manyetik alan çizgilerinin her zaman kapalı olması, ancak elektrik alan çizgilerinin kapalı olması durumunda çift bulmanın asıl zorluğunu görüyorum. Bu, bir indüktör kendi başına bir sistem olmasına ve enerjiyi yaymaya ihtiyacı olmamasına rağmen, bir kondansatör armatürünün her zaman 'çiftini arıyor' olacağı ve daha büyük veya daha az miktarda yayılacağı anlamına gelir. Başka bir deyişle, Eğer bir teliniz varsa ve (yüksek frekans) akımını enjekte ediyorsanız, devre gözle görülür şekilde kapatılmamış olsa bile, akımın mevcut olması çok muhtemeldir. Geri dönüş yolunun tam olarak nerede olduğu, yakınında ne kadar büyük iletken bulunduğuna (örn. Dosya dolabı, tesisat vb.) Bağlıdır. Karşılıklı bir empedans tanımlamak mümkündür, bu , çoğunlukla bir transformatördeki bobinler arasındaki karşılıklı endüktans tanımlanır.

William Beaty, “DOĞRU AÇI DEVRESİ - veya - Alien Minds AC Electronics” ile ilgili sorunuza cevap veriyor mu?

Bir transformatör genellikle solda bir bakır tel bobini, sağda bir bakır tel bobini ve ortada her birinin ortasından geçen bir ferrit halkası olarak çekilir.

Bu makale solda ferrit "bobin", sağda ferrit "bobin" ve ortasındaki bakır halkadan her birinin ortasından geçme olasılığını öne sürüyor.

Asıl sorun, indüktörlerin " çoklu bağlı alanı " içermesidir"Tamamen elektrostatik e-alanlar ile, bir şarj A noktasından B noktasına giderse, alabileceği çılgın yoldan bağımsız olarak her zaman aynı potansiyel düşüşü geçer. Ancak, karışıma eklenen b alanlarının değiştirilmesiyle A'dan B'ye giden yük, değişen manyetik akıyı kapsayan bir, iki, üç daire yapmalıdır, daha sonra yük 1x veya 2x veya 3x potansiyel düşüşü geçer, "basit bağlantılı alandan" geçmediğinde, aldığı yol birikmiş olanı etkileyebilir Gerilim açısından akıllıca, bir çemberin etrafından dolaşırsanız, başlangıç ​​noktanıza asla geri dönemezsiniz ve tekrar tekrar etrafa ve etrafa dolaşırsanız, başladığınız yerden daha uzakta ve daha uzağa gidersiniz. Hızla yükselen bir akımla bobinin üzerinden elini sürün, TEMEL BİR FARKLI EL diğer tarafa çıkar!)

Mobil manyetik monopollerle dolu "manyetik" iletkenlerimiz olsaydı, böyle bir iletkenden sarılmış bir bobin, geleneksel bir bobinin çok daha iyi bir çifti olurdu.

İşte ikili olmayan bir ikili. İki plakayı birbirine bağlayan bir PZT çubuğu gibi çok uzun bir dielektrikli bir kondansatör yapın. Şimdi çubuğu bükün ve bir bobin oluşturmak için spiralleyin. (Ya da belki döküp sertleşmek için pişirin.) Dielektrik çubuğun uçlarına taktığınız kapasitör plakalarına AC uygulayın. Sıçanlar, "bobin" bir yalıtkan olmasına rağmen, sadece herhangi bir bobin ile aynı bir manyetik alan oluşturur. Hmm. Tamamen boşa değil. Muhtemelen benzer seramik çubukları bir neon tabela transformatörüne bağlayabiliriz, sonra uçları arasına bir yay geçebiliriz. 60Hz'de iyi çalışmayabilir, bu yüzden 30KHz katı hal neon sürücülerden birini kullanın.

Yüksek geçiş filtresi olarak yapılandırılmış bir kondansatör , elektrik alanı kullanılarak boşluk boyunca bilgi (ve enerji) aktarılması.

Bu bağlamda, bir panoya yerleştirdiğiniz normal "kapasitör" ün iki kutuplu olduğunu belirtmek gerekir, ancak bu düzenleme için gerekli hiçbir şey yoktur. Uzayda asılı gevşek bir iletken (küçük!) Kapasitansa sahiptir ve bir kapasitördür.

Yukarıdaki üç kapasitör modelinin gerçekten de dört plaka konseptinin bir analogu olup olmadığını bilmiyorum. (Son 5 yıldan beri uğraştığım bir şey, fırsat olmadan da kapsamlı bir deneysel çalışma yapıyor.)

İkinci kapasitenin (orijinal 4 plaka şemasındaki C1) primer üzerindeki yüke eşit olmasını sağlamak için kapasitif etkinin iç plakaları çevrelemesi gerektiğini öne sürmek istiyorum. İkili ile ilgili bu problem, transformatörün bobinlerinin manyetik kuplajına atıfta bulunularak "çarpılmış bağlantı alanı" ndan bahsetti. Burada elektrostatik bağlantıya ihtiyacımız var. (Etrafa kelimeler atıyorum ama umarım anlamımı alırsın.)

Bu gerçekleştiğinde (arzın frekansının iki kapasitöre düşük reaksiyon sağlamak için yüksek olduğu varsayılırsa) söyleyebiliriz ki, eğer Q = CV ve Q1 = Q2 ise

C1V1 = C2V2 ve Transformers için Turns Rasyonunun ikilisi olan bir şeye sahipsiniz.

İndüktif transformatörlerin düşük frekansta daha iyi olduklarını biliyoruz. Dönüşüm - ve elektrostatik enerjinin transferi - çiftin ima edeceği gibi yüksek frekansta daha iyi olurdu.

Dönüşüm, sabit HF ücret değişimine dayandığından, bu ismin alındığını düşünmem dışında, ona "Akı Kapasitör" diyebilirsin! :)

E-posta adresim jeffrey.stokes@tafensw.edu.au. Bu fikir hakkında daha fazla tartışma davet ediyorum.

Geç düzenleme ... Gerilimi yükseltmek istiyorsanız, birincil kapasitansı ikincilden çok daha yüksek yapmalısınız. Birincil'i yapmak, iç plaka çiftini dielektrik mesafe doğal olarak daha büyük olduğu için en kolay yol olacaktır. Eğer düşünce deneylerim bana önerdiği gibi gerçekten C1V1 = C2V2 ise, o zaman birincilde daha yüksek kapasitans ve daha düşük voltaj olacaktır. İkincilde daha düşük kapasitans ve daha yüksek voltaj olur.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Pratik bir 4 plaka cihazı bir arada tutmak için ince alüminyum levha, plastik film ve naylon vidalar kullanarak bir deney tasarladım. Her plakanın kenarında elektrik bağlantısı yapılacaktır. 100 kHz'lik bir besleme ve 1 kOhm'luk bir yük kullanıyorum. Sonuçlarımı burada yayınlayacağım ve içeri ve dışarı akan RMS'in yanı sıra dalgaların görüntülerini de dahil edeceğim. Onları frekansı yarıya indirecek ve "eşleşmeyi" kontrol edeceğim. Dahası, fazladan film tabakaları ekleyerek dış çiftin kapasitansını azaltacağım ve bunun öngörüldüğü gibi çıkış gerilimini arttırma etkisinin olup olmadığını belirleyeceğim.