Схема, по которой будем работать

 

 

Сделать генератор для автомобиля Тесла - это очень просто!

 

Раасмотрим переходные процессы, происходящие в параллельном, резонансном контуре.

Операторное сопротивление цепи имеет вид:

Сопротивление участка bc:

Корни характеристического уравнения получим, приравняв к нулю сопротивления цепи:

Известно, что корни этого уравнения могут быть: действительными и разными, действительными и равными, а также комплексными.

Найдём условие, при котором корни будут принимать указанные значения.
Подкоренное выражение приравняем к нулю, получим

Здесь, еслиR > R_крбольше, то получим комплекcные корни, и в выражениях токов и напряжений появятся гармонические составляющие (в общем случае - синусоиды).

Найдём выражения токов и напряженияU_bc

Сначала найдём в операторной форме.

 

Для прямоугольного импульса U=const, получим решение в общем виде:

Здесь мы замечаем, что при уменьшении величиныb, напряжениеU_bcвозрастает.
Вблизи значения критического сопротивления, напряжение увеличивается в тысячи раз.
Эта задача с решением есть в задачнике Шебеса.

Задача 8.26 решена классическим методом, а 9.4 - операторным.
В ней рассматриваются три варианта корней.
Интересующий нас вариант- третий.
В этом варианте R = 100 Ом, L = 40 мГн и C= 5 мкф.
Резонансная частота f = 331 Гц
Критическое сопротивление R_Кр= 44.721 Ом
В задаче при указанных параметрах амплитуда напряжения U_bcравно 125 вольт.
Если вместо R = 100 Ом взять R = 50 Ом, получим амплитуду U_bcравной 500 вольтам.

Любители острых ощущений могут взять R = 44.73 Ом, и получить 12600 вольт.
Что в 100 раз больше входного напряжения, а реактивная энергия контура увеличивается в 10000 раз.

Как вытащить энергию из контура, об этом в продолжении.
НайдёмI₂(t)

Рассмотрим пример с реальными параметрами.
f = 30000 Гц, L=5010^-6Гн, C = 0.5610^-6мкф.
R_Кр= 4.72 Ом, возьмём R= 5 Ом.
X_L=X_C=9.4 Ом.

ω=2πf=2π×30000=188500

Корни

НапряжениеU_bc

у напряженияU_bcначальная фаза равна нулю.

Несмотря на их большую амплитуду, энергию из катушки и конденсатора вытащить невозможно.

К сожалению критический режим желаемого эффекта не даёт.
В продолжении рассмотрим обычный резонанс в контурах, и способы его использования.

С помощью теоретических основ электротехники определены условия для получения свободной энергии с использованием конденсатора и катушки индуктивности. Выявлена прибавка энергии 25:1.

Конденсатор – устройство для получения свободной энергии?

Рассмотрим процесс зарядки конденсатора так, как он описан в учебнике Ф.Е. Евдокимова – «Теоретические основы электротехники», 9-е издание, 2004 г.

Прямоугольные импульсы.

Энергия, сохранённая в конденсаторе, равна энергии, вливающейся в резистор.

Здесь мы видим, что расход энергии в резисторе не зависит от его величины.
Следовательно, прямоугольные импульсы не очень хороший выбор для получения свободной энергии.

Применение линейно изменяющегося напряжения.

Посмотрим, что предложил Том Берден, ещё в 1994 –м году в своей статье «Последний секрет свободной энергии»

Обратите внимание, что коллектор (конденсатор или катушка) включается и выключается двумя ключами!

На верхнем рисунке конденсатор заряжается от генератора линейно изменяющегося напряжения.
В справочнике по переходным процессам Гинзбурга найдём формулы, описывающий этот процесс.

Здесь Т это длительность импульса - t_и.

Чем больше длительность импульса, тем медленнее заряжается конденсатор и меньше ток.
Примем t_и = KRC, где К – достаточно большой коэффициент, например 50.
Тогда формулы тока и напряжения примут вид:

Мощность в резисторе

Проинтегрируем и определим энергию в резисторе.

Окончательно получим

Чем больше длительность импульса, тем меньше W_Rили, чем меньше скорость нарастания входного напряжения, тем меньше расход энергии в активном сопротивлении, т.е. в К/2 раз меньше, чем энергия накопленная в конденсаторе.
Пример: К = 50, R=4 ом, С= 10 мкф, U=1000 вольт
Длительность импульса t_и= kRC = 50x4х10-5 = 2x10^-3 сек.
Если принять время разрядки конденсатора 10^-3 сек., то частота будет
330 герц. Полезная мощность будет равна 0.5CU²F = 1500 ватт.
Расход энергии в резисторе будет в 25 раз меньше, т.е.60 ватт. Однако радоваться рано. Генератор линейного напряжения – довольно сложная конструкция.
Непредсказуемо его внутреннее сопротивление, которое должно быть небольшим.
Том Берден предлагает использовать ступенчатое напряжение из 100 – 300 ступенек.
Проблематично изготовить мощный генератор ступенчатого напряжения.

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: