Главная Geometry of the Moebius strip Регистрация

Вход

Приветствую Вас Гость | RSSПонедельник, 23 Октябрь 2017, 12:47
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: aleksandr128 
Форум » Геометрия листа Мёбиуса » Заметки на полях » Гибридная катушка-монополюсник. Система из двух катушек. (Парадокс - это четырехугольный треугольник.)
Гибридная катушка-монополюсник. Система из двух катушек.
aleksandr128Дата: Воскресенье, 05 Июнь 2016, 00:58 | Сообщение # 1
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается.


Сказочная часть:

Идея проста до безобразия (сказочная) - создать из двух "классических" катушек (цилиндрической и тороидальной) одну, гибридную, методом сопряжения, с общим каркасом и одной обмоткой.

Эта идея развивалась неспешно, обрастая деталями и некоторыми нюансами и, в конце концов, как мне кажется, подошло время проверить её на практике. Учитывая геометрические "изыски" каркаса гибридки, изготовить его (т.е. - каркас, естественно) в "кухонных" условиях - работа сложная и времязатратная.

О каких геометрических "изысках" идет речь? Я "почему-то" решил, что торовая часть катушки не должна быть строго круговой, а несколько деформирована в той половинке, где к ней сопрягается "хвостовик". А сам "хвостовик" по площади сечения более чем в два раза меньше сечения кольцевой части. Ну, и еще пару мелочей... Грубо-прикидочно это должно было выглядеть так":



Как уже было сказано выше, изготовить "на коленке" каркас с такой геометрией - задача сложная. Поэтому с помощью моего напарника Tyomich'a был создан графический 3Д файл, с учетом всех предлагаемых "изысков". Затем был сделан заказ на распечатку двух каркасов.

Результат, как говорится, налицо:



Далее предполагается разделить эксы на две части.  Первая часть - эксы с одной катушкой, вторая часть - эксы с системой из двух катушек.

Первый экс планирую провести без ферромагнитного наполнителя в качестве магнитопровода. Только для более  уверенного захвата и отвода части магнитного потока вставил отрезок оцинкованного листового железа. Почему оцинкованного? Просто под руками ничего другого не оказалось:



Осталось решить каким проводом и какого диаметра мотать обмотку. Может кто из продвинутых даст совет по этому вопросу?


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Понедельник, 06 Июнь 2016, 19:00 | Сообщение # 2
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Задача первого, базового,  экса - попытаться визуализировать геометрию ЭМ поля гибридной катушки (с помощью железных опилок, пленки Magnetic Field Viewer Film, компаса и лампы Plasma Ball). Естественно, катушка в этом случае будет запитываться постоянным или однополярным импульсным (или пульсирующим) токами. Если проявится какая-либо "неожиданность", то можно будет экс усложнить, зарядив полость каркаса железными опилками в качестве магнитопровода. Это первая часть сказки.

Вторая часть сказки - это эксы с системой из двух гибридных катушек с одной общей обмоткой. Сопрягать такие катушки можно двумя способами. Чтобы не заниматься словоблудием, представляю два фото по разному сопряженных катушек:





В эксах с системой предполагается домотать две вторички на торовых частях катушек и эксить, как с однополярым импульсным так и двуполярным токами

Вот, в общих чертах, такая сказка. Осталась такая малость -сделать сказку былью.


Все равно всего на всех не хватит...
 
странникДата: Четверг, 09 Июнь 2016, 22:17 | Сообщение # 3
Группа: Удаленные





ЖЕЛАЮ УДАЧИ.
 
aleksandr128Дата: Понедельник, 27 Июнь 2016, 18:40 | Сообщение # 4
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Опыта намотки торовой катушки  - ноль. Пришлось по ходу работы осваивать азы. Представляю первый опытный образец монополюсной катушки:



Следующий этап - подготовка оснастки для эксов.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Понедельник, 18 Июль 2016, 19:10 | Сообщение # 5
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Провел самый элементарный экс: катушка , подключенная к простой батарейке, компас и пленка-индикатор.

Результат :

Поведение стрелки компаса подтверждает однополюсность катушки. Размещенный на разных участках обмотки катушки, включая хвостовик. компас не фиксирует наличия эл.-маг. поля. И строго только над выступающим фрагментом железной полоски (выполняющей роль магнитопровода) стрелка четко ориентируется вдоль полоски. При переполюсовке стрелка соответственно меняет ориентацию.

Пленка-индикатор однозначно подтверждает поведение стрелки компаса. Она не фиксирует магнитного поля вокруг обмотки и только над полской железа рисует затемненную полосу.

То есть, у данной катушки фиксируется только одна точка выхода магниного поля и зависимость направления вектора поля от переполюсовки четко фиксируется стрелкой компаса
Ура-а-а-а!!!!!


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Вторник, 19 Июль 2016, 19:24 | Сообщение # 6
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Полученный результат придает дополнительный стимул поэксить с системой из двух гибридок с общей обмоткой. Такая система, на мой изгляд. создает интересную ситуацию: если принимать во внимание ротор-векторную природу магнитного поля, то  одна катушка как бы выполняет  роль донора, а вторая - реципиента. Интересно, как в таком случае будут взаимодействовать разделенные магнитные поля, создаваемые  общей обмоткой или обмотками, запитанными от отдельных источников питания. Схемы сопряжения двух гибридок я приводил выше.

И здесь появляется идея, что кроме системы из "равновесных" гибридок (геометрические размеры, количество витков, сечение провода, материал магнитопровода - одинаковы), возможно создать "неравновесную" систему, т.е. - асимметричную, систему гибридок, сопрягая катушки,  или разных размеров, или размеры оставляем одинаковыми, но обмотки изготавливаем из проводов с различным сечением (в результате - различное количество витков). При этом не забываем, что обмотки гибридок соединяются последовательно и направление намотки обмоток совпадает.

Такая асимметричная система относительно легко превращается в вариант асимметричного трансформатора. с разделенными по ротор-вектору магнитными потоками.

Я не берусь спрогнозировать как будет работать предложенный вариант девайса.  Но согласитесь - весьма заманчиво поэксить по этой теме.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Среда, 20 Июль 2016, 01:38 | Сообщение # 7
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Чуть подробнее о том, почему мне интересно поэксить с асимметричным вариантом системы из гибридок. Далее рассуждения дилетанта:

1. Мысленный эксперимент.

a)    Условно имеем две простые (БЕЗ "ХВОСТОВИКОВ") тороидные катушки, одинаковые по размерам и по направлению намотки, но обмотки выполнены проводами различного сечения. Соответственно количество витков у катушек будет разное. Соединяем обмотки последовательно и подключаем эту систему к источнику постоянного тока. Величина тока в обмотках будет одинакова, но, так как количество витков у обмоток разное, то и создаваемые магнитные поля в каждой из обмоток, по напряженности (другими словами - по запасенной энергии) будут разными. Соответственно, при отключении источника питания будет возникать СамоЭ.Д.С., величина которой в каждой из катушек будет пропорциональна запасенной энергии отдельными магнитными полями. Здесь как бы вопросов и особых непоняток не возникает.

Усложняем систему. Если в первом случае катушки связаны в систему только электрически, то сейчас, с помощью промежуточной катушки, устанавливается еще и связь по магнитной компоненте.  Учитывая ротор-векторную природу магнитного поля, что подтверждается вышеописанным эксом, связь должна получится однонаправленной. При подлючении источника питания должна соблюдаться такая полярность, чтобы гибридка с бОльшим количеством витков играла роль "донора", а с меньшим -"реципиента". И здесь для меня возникают непонятки - к каким последствиям приведет организованное таким образом взаимодействие двух разных по напряженности магнитных полей.

Можно предположить четыре варианта развития событий:
  • никакого взаимодействия не произойдет; величина напряженности магнитного поля в каждой из катушек останется такой же, как и в первом мысленном опыте и никаких "спецэфектов" не будет наблюдаться;
  • произойдет выравнивание-усреднение напряженности магнитных полей системы; суммарная запасенная энергия останется такой же, как и первом мысленном опыте; на катушке с меньшим количеством витков при возрастании напряженности маг. поля можно ожидать относительно слабое проявление эффекта "выдавливания" магнитного поля за пределы внутреннего объема этой катушки, что можно зафиксировать с помощью компаса и пленки-индикатора; если проявится эффект "выдавливания", то при запитке системы импульсным током эта катушка может стать относительно слабым источником продольных ЭМ волн;
  • напряженность магнитного поля в катушке-реципиенте "накачивается" до уровня, создаваемого катушкой-донором; запасенная сумарная энергия системы возрастает; вокруг катушки-реципиента возможно относительно сильное проявление эффекта "выдавливания" и, соответственно, она может стать достаточно мощным источником продольных ЭМ волн;
  • вариант совершенно фантастический и я не берусь его озвучивать.


Гибридки соединены последовательно и представляют собой как бы одну катушку. Получаеся своеобразный парадокс - одна катушка (общий ток) создает два различных по напряженности и тороидальных по форме магнитных поля с односторонней связью. Последствия их взаимодействия трудно спрогнозировать, но  скорее всего будет реализовываться один из  первых  вариантов.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Четверг, 21 Июль 2016, 17:24 | Сообщение # 8
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
b)   Гибридки в системе соединены с источником питания параллельно, направление токов в катушках совпадает. В данном случае уже затруднительно, на вскидку, определить, какая из гибридок станет ведущей, а какая - ведомой. Если в последовательном варианте включения разница в напряженности магнитных полей гибридок  задается только разницей количества витков (величина тока и геометрические размеры- одни и те же) и гибридка с большим количеством витков - однозначно ведущая, то в параллельном варианте ситуация усложняется. К разнице в количестве витков добавляется разница в омическом сопротивлении обмоток гибридок. В гибридке с меньшим количеством витков и бОльшим сечением провода будет протекать больший по величине ток, создавая бОльшее по напряженности магнитное поле. И, на мой взгляд, разница напряженностей маг. полей будет нивелироваться. Эту ситуацию можно попытаться выправить, если в цепь одной из гибридок ввести низкоомный резистор.

В этом случае напрашивается прогноз, что будет реализовываться второй-третий варианты.

c)  Гибридки в системе подключены к разным источникам питания. Здесь полный сиреневый туман.

Зачем я это написал? По простой причине - попытаться правильно выстроить методологию эксов.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Четверг, 21 Июль 2016, 22:22 | Сообщение # 9
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Совсем кратко об изготовленных катушках: геометрическая форма и размеры каркаса, а так же диаметры проводов, количество витков, оммическое сопротивление. Все это разместил на рисунке:



Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Пятница, 22 Июль 2016, 20:25 | Сообщение # 10
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Провел "школьный" экс для элементарной визуализации геометрии магнитного поля гибридкис помощью эедезных опилок. Правда в качестве источника тока использовал подсевшую "Крону", но даже при таком малом токе  "картинка" получилась достаточно читабельной.

Бумажная коробочка с железными опилками расположена над концом хвостовой части катушки и выступающей частью магнитопровода. Весьма информативное получилось фото:


Обратите внимание, как  располагаются опилки на окончании магнитопровода. Весьма показательно.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Суббота, 23 Июль 2016, 23:22 | Сообщение # 11
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
НАСТОЯЩАЯ НАУЧНАЯ ФАНТАСТИКА И ... "СЛОШНОЙ СИРЕНЕВЫЙ ТУМАН" !!!!!!.......

Все таки эта тема неподёмна для одного человека.

Кто согласен подключится к теме - пишите в личку. Следующие материалы по эксам,если они будут, то в закрытой для гостей и пользователей ветке.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Вторник, 26 Июль 2016, 03:37 | Сообщение # 12
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Так все-таки, почему - фантастика и ... туман?

Идея такова: если в системе из двух гибридок перемычку (соединенные хвостовые части) выполнить в виде отдельной обмотки, то она станет выполнять роль управляющей катушки.

И здесь напрашивается аналогия с электровакуумным триодом, где катушка-перемычка выполняет роль управляющей сетки в ламповом триоде.

Разница в том, что в ламповом триоде задействовано электрическое поле, а в предложенном девайсе - магнитное поле. В этом случае катушка-перемычка будет управлять ЭДС, возникающей во вторичной обмотке, расположенной на гибридке, выполняющей роль реципиента - своеобразный аналог анода. Гибридка-донор - как-бы катод.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Понедельник, 22 Август 2016, 20:16 | Сообщение # 13
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Соорудил  систему из двух гибридок и провел предварительное тестирование. Весьма занимательная картинка "нарисовалась.



Гибридки соединены последовательно, направление намотки у обеих совпадают, половинки "не равновесные".

При запитке постоянным током 100 mA компасом четко фиксируется эффект "выдавлвания" магнитного поля за внешние пределы катушек.


Все равно всего на всех не хватит...
 
aleksandr128Дата: Понедельник, 02 Октябрь 2017, 19:30 | Сообщение # 14
Генералиссимус
Группа: Модераторы
Сообщений: 131
Репутация: 3
Замечания: 0%
Статус: Offline
Давно вынашивал идею изготовить гибридку по геометрии сегнерова колеса. Вот так она должна схематически выглядеть.



Весьма   интересный и заманчивый вариант.
Как только получу 3D файл
 каркаса, сразу закажу распечатку  и сооружу такую гибридку..


Все равно всего на всех не хватит...
 
Форум » Геометрия листа Мёбиуса » Заметки на полях » Гибридная катушка-монополюсник. Система из двух катушек. (Парадокс - это четырехугольный треугольник.)
Страница 1 из 11
Поиск:

Copyright MyCorp © 2017Создать бесплатный сайт с uCozЯндекс.Метрика