秘密2-可用开关控制的电感

本帖最后由 能量海 于 2017-8-10 04:46 编辑


第五章: 脉冲能量激发系统

秘密 2
可用开关控制的电感

  电感由两个位置互相靠近的线圈组成。它们的连接显示在前面。

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  施工:当建造这种配置时,会有许多不同的选项,因为有各种风格的芯可用于这种线圈:
  1. 空芯
  2. 铁磁性棒芯
  3. 铁磁体环形芯
  4. 变压器风格的铁磁体芯

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  属性:(用多种芯体进行多次测试)
  如果你短接电感器 L1 或 L2 中的一个,总电感 Ls 的值不变。
  (这可能在19世纪的时候就已经由特斯拉首次测试过了)。

  技术应用:
  这种能量的产生是基于不对称的过程:
  1. 以电流 I 馈给总电感Ls。
  2. 然后短路电感器之一(比如说,L1)。
  3. 排干电感器L2的能量进入一个电容器。
  4. 排干L2后,随即从L1移去短路,再短路L2,然后排干L1的能量进入一个电容器。

  问:由于过程的不对称,有可能获取双倍的能量吗,如果不,那么错在哪里?
  答:我们需要开始绕制线圈并做测试。

      线圈实际制做实例

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  一个线圈绕制在一个变压器的具有磁导率1500(并不重要)的铁磁体芯上(尺寸也不重要),它是作为电源变压器而设计的。每半线圈为0.33毫米直径导线(不重要)绕200匝(不重要)。总电感LS约为2 mH (不重要)。

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  一个线圈绕制在一个具有磁导率1000(并不重要)的环形铁磁体芯上。每半线圈为0.33毫米直径导线(不重要)绕200匝(不重要)。总电感LS约为4 mH (不重要)。

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  一个普通的层压铁芯变压器设计用于50-60 Hz电源(大小不重要),按每半线圈绕制。总电感LS约为100 mH (不重要)。

  测试目的
  测试是要确定线圈的属性,然后测量出线圈L2短路和非短路的LS 电感,然后比较结果。
  评论:所有的测试只需用环形线圈就可完成,因为其它线圈已经显示出具有相同的属性。你可以重复这些测试并且自行确认。

  选项 1

  这些简单的电感测量可以用普通的电阻电感电容表进行测量,就象下面所示的一样:

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  进行测量
  非短路线圈的总线圈电感LS测量的数字被记录下来。然后短路L2线圈并再次测量电感LS,并记录结果。然后比较两次测量的结果。
  结果:电感LS无变化(精度约为百分之一)。

  选项 2
  用了一个特殊的设置,其组成有一台模拟示波器,一台数字伏特计和一台信号发生器,用以测量L2短路和非短路时在电感LS上的电压。

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  测量后,对所有的数据进行比较。

  设置原理图:

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  测量顺序
  使用示波器测量电阻上的电压,而用伏特计测量电感器上的电压。在短路L2之前和之后都取出读数。
  结果:电压依旧无变化(精度约为百分之一)。

  附加测量
  在做上述测量前,测量跨L1和L2的电压。两个半边上的电压是在总电感器LS 上的电压的一半。
  评论:选用了大约10千赫的频率是因为线圈在这个频率上没有寄生谐振或在一个低频上。用一个有着E形铁磁体变压器芯的线圈重复做所有的测量。全部结果都一样。

  选项 3
  电容器再充
  目的是要去匹配电容器上的电压,在通过与一个电感器的交互作用再充电之前和之后。电感器可以通过开关连接到电路。

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  实验条件
  一个电容器由电池充电,并通过第一个二极管连接到电感器(包括对振荡保护)。在反馈的那一刻,电感器的一半被第二个二极管(由于它的极性)旁路,而电感必须保持不变。如果再充电后的电容器,电容器的电压是相同的(但具有反极性),然后将有电产生(因为一半的能源保留在电感器的被旁路的一半中)。
  理论上,这是不可能的,为此一个普通的电感器由两个线圈组成来执行此操作。
  结果:

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  结果证实了预测 —— 剩下的能量多于电容器给线圈的能量(20%的精度)。

  测试元件:电容器:47纳法拉;电感器:Ls约为2mH;肖特基二极管:BAT42;所用电压:12 V。
  对选项 3的验证结果
  对这些结果的验证以及进一步提高精度,所有测量都用替换元件再做重复测试。

  测试元件:电容器 :1.5纳法拉;总电感:1.6mH;锗二极管(俄罗斯)D311;充电电压:5V。
  结果:确认了此前的测量(a)如下示:

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(a)                               (b)

  再充电的精度改善了百分之十。而且,还做了没有第二个二极管的检验测量。
  结果是基本上与使用旁路二极管的测量是相同的。失踪的10%的电压可以解释为展宽电容器的电感以及在其中的电阻所造成的损失。

  继续测试
  旁路二极管被翻转,并再做一次测试。

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  结果:看来是完全准确的……
  进一步测试

  一台示波器被连接到线圈以取代电容器,为了避免第一个二极管的影响,所以观察振荡要基于展宽电容器的电感。


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  结果:电容器重复充电的精度提高了5%(由于撤除了第一个二极管的影响)。在主电容器被关闭(通过二极管)后,你能看到通过电感器的展宽电容引起的振荡。基于高于主电容器4到6倍的振荡频率,你可以估计展宽电感为16到25倍低于主电容器。

  仍然进一步测试
  结合两种情况(并且无第一二极管)进行振荡电路旁路和测试:

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  结果:轮廓 (振荡电路)未被破坏,但被大大分流了。可以通过考虑当两个二极管都在导通的时刻分流电路来做出解释。此外,还显示了下行二极管上的电压(时标被拉伸)。负电压几近最大值。

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  仍然进一步测试
  用分路电流以振荡模式对一个电容器充电。


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  条件:增加了一个47纳法拉的充电电容器。
  结果:无分流电路时对一个电容器充电。其上的终止电压是0.8 V,而电压的升高和降低基于电容器的值。

  测试的总体结果(选项 1、2 和 3 )
  在系统中以电磁场反馈的交互作用的对称(如交换电感)似乎被侵犯,而这意味着这项配置可被用来产生能量。
  评论:您需要选择负载,以获得最大的功率输出。非常低和非常高的负载都将几乎没有能量发送给负载。

      可开关控制电感的图解
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  解说:有两种电流:主电流和旁路电流。

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  如果输出电容器放电,主电流和旁路电流运行在一个方向通过相同的输出电容器。

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  如果输出电容器充电,无旁路电流。

  可切换的电感的插图

唐•史密斯
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  解释:唐•史密斯说,探测器和接收器结合在一起,构建了一个有限元设备。

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  评论:唐•史密斯做了一个PDF对此进行解释;也许你能在互联网上找到它。
  评论:必须选择负载电阻以获得尽可能大的功率。
  评论:这个“板子”上不包含输出电路,因为可以用几个火花隙和一个降压变压器代替二极管和电容器(这点在以前提到过,所以请阅读反电动势抑制的描述部分)。

      可切换电感的机械(惯性)模拟

塔里埃尔•卡帕纳泽

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  解释:当一个摆盘停止,另一个则加速。控制机制相继地连接摆盘到输出发电机,因此维持振荡。

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