Приветствую, так случилось, что у меня появилась необходимость в трансформаторе использовать однополярные импульсы. Казалось бы - задача звучит очень простой. но вот что оказалось на поверку.
Начнем с того, что трансформатор, как и автотрансформатор представляет из себя индуктивность. Любая индуктивность имеет свойства рассматриваться как проводник, взаимодействующий с физическим вакуумом. в котором формируются Электро-Магнитные поля. Любое взаимодействие физического Вакуума с физическим телом сопровождается тем, что мы склонны характеризовать как инерция. Инерция, в своей основе имеет как действие и противодействие согласно третьему закону Ньютона. Как ив случае с инерционным процессом в физических телах, перед тем, как придать телу ускорение. нам необходимо преодолеть сопротивление со стороны сил инерции.
Поскольку я лично считаю, что выводы сделанные Милликеном и Иоффе, как и выводы Томсона в электронной теории ошибочны, то, сам электрон, как и формирование магнитного поля вокруг проводника, который мы называем напряженностью магнитного поля и обозначаем как H по сути одно и то же. Но, чтобы упростить инженерное современное понимание вопросы и пользоваться традиционными терминами. чтобы не путать читателя, я буду называть все вещи общепринятыми именами, но стараться делать поправки и пояснения... но будем считать, что у нас как и в случае с физическим телом есть некоторое ускорение, и в индуктивности при подаче питания в виде ЭДС измеряемого напряжением в Вольтах начинает плавно появляться ток. В идеальном случае этот ток появляется линейно по известной формуле.
Индуктивность или некоторые инерциальные свойства поля характеризуются термином Индуктивность и обозначаются в Генри, где свойства проводника можно записать как 1 Генри = 1 Вольт* н 1 Секунду/ 1 Ампер. Данную математическую запись можно писать так, если индуктивность катушки или проводника обладает свойствами обозначенными в 1 Генри, это значит, что при подаче напряжения на вход обмотки в 1 Вольт, через одну секунду в катушке установится ток равный 1 Амперу.
Но вот в чем есть одна особенность, как только та сила. которая сопротивляется течению тока в цепи начинает уступать место силе, которая начинает постепенно нарастать, но при размыкании цепи. у нас происходит процесс. в котором сформированный ток в цепи начинает убывать и его скорость убывания зависит от выходного импеданса. на которую нагружена эта катушка после резкого размыкания. На данном эффекте основаны преобразователи широко использующиеся в технике, сами же свойства называются реактивными.
поскольку в индуктивности я столкнулся подавать однополярный сигнал, для простоты выберем меандр, то через время в индуктивности начнет накапливать и нарастать ток.
Накидаем некоторую схему в широко-известном симуляторе LTSpice.
Сейчас мы берем индуктивность, чрез ключ формируем ЭДС с напряжением 10 вольт на обмотке в виде пачки импульсов в количестве пяти штук шириной 10 миллисекунд.
Как видно из осциллограммы, видно, что зелёным — это напряжения генератора для управления ключа. управляемого напряжением, синим — ток в обмотке.
Отсюда можно так же предположить, что такая же ситуация будет происходить и на первичной обмотке трансформатора. Чтобы рассматривать сам трансформатор. то тут было бы логично напомнить, что ток Холостого Хода как раз тот, который намагничивает среду в том числе то, что мы называем сердечник, в случае, если сама обмотка намотана на сердечник из магнитомягкого материала, которым в электротехнике может выступать трансформаторная стать феррит, аморфная нано-кристаллическая сталь. На самом же деле, мы намагничиваем не сердечник а среду, поскольку сама среда выступает в качестве родоначальника этого поля, где уже в купе со свойствами сердечника под названием проницаемость и формируется то, что мы называем Магнитная Индукция. Записывается формула магнитной индукции следующим образом B = u0uH. Магнитная индукция есть произведение магнитной проницаемости вакуума, он равен нулю, магнитной проницаемости стали.
Теперь рассмотрим уже ту схему, которую я решил предложить вниманию читателя. На схеме мы имеем трансформатор с 3 обмотками. Обмотка на L1 является первичной обмоткой, которая имеет ни только ту обмотку, которая связана с обмотками L2 L5 через потокосцепление. L4 L4 L6 это предполагаемые обмотки индуктивности рассеяния Ls и обладающие реактивным сопротивлением. r2 r3 - это внутренне сопротивление проводника.
Для простоты симуляции я ввел идеальный трансформатор без поправки на гистерезис. сейчас мы рассматриваем лишь концепт.
Сама схема, как видно из симуляции работает таким образом, что при включении обмотки L1 к источнику питания в 24 Вольта, в её обмотке появляется ток, который равен току через всю индуктивность обмотки L1(w1) Ls(w1). На контрольной обмотке мы видим напряжение ниже.
Ток в обмотке L1 медленно нарастает в течение 10 миллисекунд. теперь через время эта обмотка замыкается через внутренний импеданс сама на себя, тогда как в этот момент включается обмотка w2 (L6) , которая превращает обмотку w1 НЕ В ИНДУКТИВНОСТЬ, а в источник ЭДС, а поскольку нагрузкой является реактивное сопротивление и активное сопротивление обмотки представленная сопротивление медного проводника и индуктивностью рассеяния не связанной со всеми обмотками через потокосцепление. Поскольку их сопротивления достаточно низкие, то время, когда сердечник и обмотка условно перемагнитятся (размагнитятся)...Время этого процесса будет является суммой реактивных сопротивлений индуктивности рассеяния Ls обмоток w1 w2.
Поскольку любой трансформатор может рассматривать ни только как трансформатор Тока или Напряжения, а тут он является вначале трансформатором Напряжения, чрез время превращаясь в трансформатор тока, он так же трансформирует и сопротивление, что требует уже более низкого источника сигнала на размагничивание(перемагничивание).
Опыт в реальных условиях показал, что концепт в реальной жизни совпадает концептуально с тем. что было изначально опробовано а симуляторе.
Но тут хотелось бы отвлечься и поговорить о том, что был бы рад пообщаться с читателями. кто владеет навыками программирования микроконтроллера типа STM32, схемотехниками, поскольку в группе с энтузиастами работаю над интересным проектом в области энергетике, но в настольном варианте. Пишите в личку, а подробнее о своей деятельности поговорим чуть позже...
