Ефективно зареждане на кондензатор

[varvarin]

Експериментите ми бяха точно във връзка със тази статия на Берден. Там той споменава че колектора трябва да е от специален материал. Можело да стане и с много "твърд" кондензатор както го нарича той, като има предвид такъв на който не му мърдали плочите. Със обикновени кондензатори при мен не се получи. И между другото моята схема беше близка до неговата - получаваха се къси импулси с линейно нарастваща амплитуда. Не съм опитвал обаче да получа стъпаловидно напрежение като зареждам от бобина. Честно казано не мога да си представя откъде ще дойде енергията в повече в конкретния случай. Най просто енергията след свързване на двата кондензатора е E2=C1*E1/(C1+C2). Колкото по малка е промяната на капацитета толкова по близко сме до 1-цата. Колкото по голяма е промяната токова по близко сме до нулата. Това което на статията е отбелязано като "back EMF" всъщност е реакцията на товара и би трябвало да е нарисувано там мисля. Това е начина по който енергията се трансферира от източника в товара.
Ако разбира се успеем да заредим този колектор или кондензатор с по малко енергия, отколкото се е натрупала в него ще успеем да постигнем целта.
Според мен нещо куца в идеите на Берден.
 Поздрави!

[teofilius]

Интересно! Когато имаме два кондензатора с еднакъв капацитет, единия е зареден и с него зареждаме другия. Интересното, е че без значение нямаме или имаме  товар между тях и  какво е съпротивлението му, то няма загубване на енергията а само разпределяне между кондензаторите. Освен това, при наличие на товар се върши работа.

[vlindos]

Именно Теофилус!

Смяна на темата - Тесла Суич (ТС) . Оригинално идеята от форумите е зареждане на батерии - което е глупаво и се дължи на идиотските установки на Бедини и други при които батериите получават заряд с по-високо напрежение, но не и големина.
Всъщност обаче ТС има друг потенциал, а именно консервиране на енергия докато се извършва работа. Какво става ако вместо крушка сложим траф и настроим системата да не губи енергия при заряд на един кондер от друг?
Това нещо се които се боря последните години, но без основателен успех. Прилагам последните идеи на схема. Няма КПД над 100%, но е добра база за нататък.
Ще се радвам ако има заинтересуване да обсъдим проблемите.

[emilvtc]

vlindos,
наква е идеята, която си реализирал със схемата?
Как трябва да работи схемата ? Какъв е товара?
Каква е целта на постановката?

[vlindos]

Идеята на кратко е трансфер на заряд от един кондензатор в друг за сметка на работа в товара. Това става в част 6.

Обеснения:
Част  - 1. Захранване 12 волта.
Част  - 2. Генератор на сигнали. R10 контролира времето за зареждане на кондензаторните банки, R11 - времето за разреждането. Сигналите от изхода са коментирани долу.
Част  - 3. Превключвател на режими. Превключвателя е с цел да се предотврати късото съединение което се получава от захранването при рязкото зареждане на сумарно близо 9 милифарада. Крушката действа като ограничител на тока. Веднъж заредени се минава в режим на работа с превключвателя. Следва и филтърен/стабилизиращ кондензатор.
Част  - 4. Захранване за мосфет драйвери. Използва волтовите пикове от Част 6 за изгради и стабилизира 18 волтово напрежение на мосфет драйверите. Използва се 18волтов напрежение за пълно отпушване на НПН мосфети при работа на 12 волта. Използват се НПН, защото съм имал най-малко проблеми с тях.
Част  - 5. Мосфет драйвери. Много обеснения тука не се нужни, освен начина по които са изградени и топологията им е много важна за правилното им действие. Физически всеки мосфет дривер се намира залепен до съответния мосфет.
Част  - 6. Изработване на полезна енергия. Товара P2 следва да бъде трансформатор. Обяснението на цикъл е предоставена в schema.pdf


Текущите проблеми са установяване на минимално възможно време за цикъл. Параметрите на L0 и L4 и трансформатора при P2. Схемата работи в момента, проблема се явява ефективността - половинчатото зареждане (2 пъти повече входна енергия) при зареждане на кондензаторите за компенсирането на загубената енергия, същия проблема е при полезния товар P2. Важно е да е да осигури минимално време за минимални загуби. Повече цикли = повече енергия в повече.
И още малко за надъхване -- малки успехи при по-стари схеми: http://vbox7.com/play:a298e376

[emilvtc]

Q1 и Q5 каква я вършат ?

Май има грешка в схемата, щото са на късо Drain-Source ?!?

Като оставим грешката на страна - пак не ми стана ясно каква е  идеята (принципа на работа) който се опитваш да реализираш със схемата ?

[vlindos]

Да - оправих грешката. Идеята на Q1 и Q5 е да "приемат" енергията за заземения кондер и в същото време да не дава късо когато Q2 (или съответно Q6) са включени.

Опитвам се с други думи да кажа за принципа:

Външна (входна енергия) компенсира загубите в кондензаторите от банка 1 и банка 2 докато те са заземени. Следва в една от банките (1) кондензатори построяване на един кондензатор от 2та (C0 + C1). Другата банка (2) кондерите (C2, C3) остават както са си, но се прекъсва входното захранване (Q4). Следва разтоварване на енергия от кондера (C0+C2) с по-високото напрежение в заземените (C2,C3) като при товара (P2) се извършва работа. След това при заземените (C2,C3) кондери се отваря канал за компенсиране(Q4) на липсващата енергия отвън. При банка 1  се затваря се външни източник на ток (Q0), кондензаторите (C0 и C1) отново стават 2 отделни заземени, и след това при банка 2 от кондензатори C2 и C3 се построява един с по-високо напрежение които се разрежда в банка 1 през това P2 и т.н.
 
Сега по-ясно ли е ?

[emilvtc]

Да. сега идеята като че ли ми е ясна.
Само трябва към обяснението да добавиш, че когато Q0 дозарежда "заземените" С0, и С1 - ключовете Q4, Q5, Q6 и Q7 са изключени. Прав ли съм?

До тук добре. Сега може би трябва да изведем формулите за протичащия преходен процес - и по-специално интеграла на мощностите (тока*напрежението) през товара и транзисторите Q0 и Q4.

Можем и да симулираме схемата на симулатор.

А каква е целта на постановката? От къде ще дойде СЕ?

Мисля, че през каквито бобини и кондензатори да прекарваме тока от източника - енергията консумирана от него ще е по-голяма от тази отдадена в товара. (освен ако бобините или кондензаторите не "засмучат" от някъде (околното пространство или както там му викате "Ефир")  допълнителна енергия )

[vlindos]

Само трябва към обяснението да добавиш, че когато Q0 дозарежда "заземените" С0, и С1 - ключовете Q4, Q5, Q6 и Q7 са изключени. Прав ли съм?

Не точно, но най-общо да. Виж горната schema.pdf за конкретност как протичат състоянията.

До тук добре. Сега може би трябва да изведем формулите за протичащия преходен процес - и по-специално интеграла на мощностите (тока*напрежението) през товара и транзисторите Q0 и Q4.

Може, но трудно. Защото напреженията в кондензаторите не са знайни при условията с индукция.

Можем и да симулираме схемата на симулатор.

Може, имай предвид следното. За точно същата схема не успях да открия работещ софтуер при който симулацията да тръгне въобще. Може обаче подобно установки да се тестват. Ще имаш различни резултати в зависимост от това колкото добър е симулатора. Например при МултиСим подобна установка без индукции докарва що годе реални резултати (тоест без КПД над > 100%) докато други като PSpice изкарва много "свободна енергия"

А каква е целта на постановката? От къде ще дойде СЕ?

Представи си, че преливаш вода от един в друг варел. Водата не се губи обаче по-пътя върши енергия - да речем прави вятър . Не мога да измисля по-близка аналогия защото не мисля че има такава.

Мисля, че през каквито бобини и кондензатори да прекарваме тока от източника - енергията консумирана от него ще е по-голяма от тази отдадена в товара. (освен ако бобините или кондензаторите не "засмучат" от някъде (околното пространство или както там му викате "Ефир")  допълнителна енергия )

При нормално протичане на процесите без индукция наблюдаваме 1/4 загуба на енергия от входа (*2 кондензатора) за сметка на 1/2 отдадена енергия (при товара). Така че в нормални условия на теория нещата се наместват и виждаме товара да отдава толкова работа колкото черпи. "Засмукване" може да се каже че става при индукцията която напомпана с (да речем) 1/2 енергия дозарежда кондензатора от масата (виж диоди D2, D6). При което става на теория 0 загуба на енергия на входа, съответно и 0 при отдаване, а кондерите са пълни.

[mi68]

Давам друго виждане на въпроса. Изхождам от формула на лорд Келвин за разряд на лайденска стъкленица публикувана през 1853 г. Формулата се оказа апокрифна и трудно я открих. Разряд на лайденска стъкленица (кондензатор) през индуктивност създава затихващи трептения. Ако индуктивноста е много малка то честотата достига 100 мХц. Експериментално това е потвърдено от Федерсен 1858 г. 1/4С > R^2/4L^2 ; където   L-индуктивност; R-съпротивление; С-капацитет; горното условие трябва да се спазва, на практика капацитета винаги е по-голям от индуктивността на проводника свързващ на късо кондензатора или в случея втория кондензатор. Възникналите електромагнитни вълни отнасят половина енергия. В някой случей може да се пренебрегнат загубите и честотата се определя от упростената формула на Томсън. 

[vitan]

опростената...., не упростената. mi68, рядко пишеш неща, от които има полза, но виж пак апокрифната формула. Да не е и тя с грешки. Защо делим и 2-те страни на уравнението с 4. Няма математически смисъл. Ако аз бъркам, дай формулата като картинка, а не като букви. Дай и апокрифа, ако искаш

[mi68]

Разбирате ме грешно, знакът > e по-голямо не се дели на четири. w=(1/4C - R^2/4L^2)^1/2   w-е ъглова честота. (  )^1/2 по -лесно корен квадратен. С думи омега е = корен квадратен единица върху 4С минус R на квадрат върху 4L на квадрат.   
формула на Томсън w=(1/LC)^1/2 позната като свободни трептения в идеален трептящ кръг.  На реален трептящ кръг със загуби имам подобна формула като на Келвин. Ще видя да я намеря в архивите ми. Формулата съм я взел от 10 сраница на  книгата" Никола Тесла Колорадо-спрингс дневники 1899-1900 г."  Книгата я има във форума.

[vlindos]

Колеги, моля не "цапайте" темата. Подобни дискусии може и на лични.

Ето резултати, от измервания, които проведох, при преливане на енергия от един на друг кондензатор. Всички опити са проведени върху електролитни кондензатори от 1 милифарад (63V max) . Всички измервания са правени в рамиките на 1-2 секунди с мултимер, след като показанията на 2та мултимера (следящи по отделно напреженията на 2 кондера) съвпаднат.
 
Измервания без резистор по схема:

9в и 12в = 10.5в, очаквано 10.5 в, теоретично очаквано 10.6 в
8.5в и 12в = 10в, очаквано 10.25в  (грешка при измерване?), теоретично очаквано 10,4 в
5в и 12в = 8.5в, очаквано 8.5в, теоретично очаквано 9.19 в
0в и 12в = 6в, очаквано 6в, теоретично очаквано 8.49 в

С резистор:
33 ома, 0в и 12в = 6в
220 ома, 0в и 12в = 6в
10 кома, 0в и 12в = 5.9в (около 10 сек. докато напрежението им се уеднакви)


Имайки на предвид резултатите с резистор - към колегата Милен - сигурни ли са твоите извадки с резистор 2килоома ? Може ли да повториш опита при по големи кондензатори ? Как измерваш напрежението адекватно при 3.3 мкфарада? При подобни кондери с малаък капацитет напрежението пада доста бързо. За сравнение при тези които ползвам е ~0.01 волт за сек.


При дадените измервания с резистор следва, че електромагнитната амплитуда не взима оказва влияние ? 

[mi68]

Днес проведох следния опит. За да избегна колебанията реших да ползвам диод. Взех два кондензатора 2,2мкф/100В- нямат утечка, стирофлексни са, зареждам на 24В и меря токът на оттечка между захранването и кондензатора. На обхват 200мкА уреда  показва 0мкА. Вземам български импулсен диод 2Д 5607 с максимален ток 50мА и обратно напрежение 50В, капацитет анод котод около 4пФ. Опита се повтаря многократно. При включване в права посока винаги имаше малка искра и се чуваше пукот от искрата. При измерването само веднъж волтметъра показа 14В и започва да спада. Повече то случей започва от 13В следващо показание 12,5В следващо 12В и т.н. захранването е 24В. Направих контролен опит без диод искрата е по-лаба, направо незабележима и пукота е трудно различим. Уреда започва да показва 11,9В надолу.
забележка: опита не съм провел в обратна включване на диода токът е под 1мкА.

[mi68]

Много грамотна електротехника. Глава 12,  §236,   стр556 има много интересна тема" стояща вълна в бобина" . Доказва в теслов трансформатор възниква стояща вълна. Ще помоля администратора да сложи материала при теслов трансформатор.
Още интересно глава 6,  §63,  стр133 тема "заземление в телефонни линии". Доказва се, че съпротивлението на заземление независи от разтоянието т.е. далечината на телефонирането независи от разтоянието.