Divagatii cu transformatorul de retea in coloane

[Vizitator]

...Daca schema la care face referire este monofazata de unde rezulta m=2 ?

In primele doua atasamente, au fost reluate doua definitii din electrotehnica elementara. Ele se regasesc in orice manual de electrotehnica. Acestea de aici au fost citate din lucrarea http://www.emie.ugal.ro/ee/cap.3_final_07.02.07.pdf Schema la care am facut referire, este compusa din doua surse monofazate in faza (au aceeasi faza initiala "0"), conectate intr-o "stea" cu doua brate. Sarcina, este la randul ei compusa din doua sarcini rezistive conectate de asemenea in "stea" cu doua brate. Intre punctele de confluienta ale celor doua "stele" cel care a definit acest sistem de sursa a introdus un fir legat la masa, si l-a denumit fir neutru.Daca se studiaza sistemul in raport cu firul neutru (similar cu un circuit trifazat de tipul stea/stea) fie pe un simulator, fie in practica, se va constata ca defazajul nu este "nul" ci tensiunile in punctele A si B, oscileaza in "opozitie de faza", adica cu un defazaj φ=φ1-φ2=180 º. Acest lucru deriva din faptul ca cele doua borne ale unei surse monofazate sunt intotdeauna in opozitie de faza. Tensiunea in punctul A, este cea ilustrata cu trasa albastra, iar cea din punctul B cu trasa rosie. Ilustrarea simularii este data in atasamentul 3 si este reproductibila pe orice tip de simulator. Cei care nu au incredere in simulari, ar fi bine sa se apuce de treaba si sa reproduca conditiile circuitului in practica. Sa conecteze aceleasi aparate de masura care au fost utilizate in simularea mea si sa demonstreze ca nu se obtine situatia globala, sau cel putin exista diferente fata de aceasta. Observatiile conform carora sursele sunt monofazate, nu pot tine la infinit drept argumente. In ceea ce priveste relatia P=2UI, ea rezulta din indicatia wattmetrului virtual XWM1, in care se vede ca puterea totala transferata de sursele V1 si V2, este dublul puterii pe fiecare din cele doua circuite/"faze".

[Vizitator]

Uite un calcul destul de precis pentru tole romanesti de tipul "LL", echivalente cu cele rusesti de tipul "C". Desi imi indica inscriptia Calcul="Esuat(v.concluzii)", totusi situatia este foarte apropiata de ceea ce vad eu in poza anterioara. S-au considerat carcasele si flansele din prespan de 1,5 mm si izolatii intre infasurari si finale din prespan de 0,2 mm. S-au obtinut rezultatele incercuite. Programul imi recomanda tipul de tola de pe pozitia 5 din tabelul de sus, insa avand in vedere cotele indicate in desenul anterior, am ales pozitia 4 - cea incercuita in tabel. Calculul meu imi indica "Esuat", in momentul in care intre bobinaje, ramane mai putin de 1 mm distanta. Asa cum spuneam, aici cred ca ne situam exact pe ceea ce se vede in poza. Din cate imi dau eu seama, intre bobine se pot introduce 1...2 carduri bancare, deci o distanta de pana intr-un mm. Marimea υf=0,987 este factorul de utilizare a ferestrei de bobinaj. Dimensiunea 2,1 cm data in poza, devine 2 cm, prin aplicarea unui factor de stocare a tolelor de 0,95, deci miezul va avea in realitate o arie de Qc=6,365 cmp. Se vor obtine numerele de spire w1 in primar si w2 in secundarele corespunzatoare celor trei tensiuni, si diametrele conductoarelor d1 si d2. Tensiunile reale obtinute in sarcina vor fi U2r. Programul ia in calcul initial o amplitudine a inductiei in miez de Bm=1,178 T si o densitate de curent J=3,307 A/mmp. Puterea trasa de la retea este P=96,073 VA, deci randamentul real va fi de 90,7 %, fata de cel de 84 % luat initial in calcul. Dupa redistribuirea parametrilor, se va obtine un factor de umplere real kur=0,328, o densitate de curent reala Jr=2,929 A/mmp si o amplitudine reala a inductiei in miez de Bmr=0,54 T. Latimea pachetului de tole infasurate, se obtine de d0=31,85 mm, foarte apropiata de cea indicata in poza. Inductanta bobinei primare ar putea teoretic fi L=108,463 H. Masa miezului de fier, presupus din tole "LL" este de MFe=1,175 kg. Masa cuprului, este la dimensiunile rezultate de MCu=483 g. Masa totala a transformatorului cu miezuri "LL" este MTr=1,658 kg. Pentru miezuri "C", masa fierului va fi putin mai mica decat pentru tole romanesti "LL". Deci presupun ca Traful original, a avut in jur de 1,5 kg.

[Vizitator]

1 - Nu stiu din ce document este acel text subliniat, citat de miticamy, dar este evident o eroare grosolana. Fluxul de dispersie, a fost definit si folosit in toate cazurile ca flux de pierderi, deci concluzia cum ca intreaga energie utila se trasmite prin fluxul de dispersie, este o mare greseala;

2 - Asa dupa cum se discuta si putin mai sus, masa miezului are o mare influienta in transmiterea energiei prin acesta. Nu intamplator, valorile cele mai mari ale permeabilitatilor magnetice relative obtinute pe diferite miezuri (de ordinul a 7000) sunt foarte asemanatoare ca marime cu raportul dintre densitatea unui metal electromagnetic si densitatea aerului la presiunea de la nivelul marii (aproximativ 1,29 kg/m³) Pentru oteluri avem 7850/1,29 = 6085, iar pentru nichel 8900/1,29 = 6899;

3 - Nu se dubleaza (multiplica) nici-o sectiune. Chestiunea este foarte simpla. Si anume fiecare bobina, este un centru de transmitere a energiei. Se poate face o paralela mai mult sau mai putin adecvata cu doua motoare termice, unul cu un singur cilindru, celalalt cu doi cilindri. Raspunsul il da tot cunoscuta relatie care da energia inmagazinata de o bobina cu miez - W = ΦI/2. Curentul este comun celor doua bobine si deci nu poate fi responsabil pentru dublarea energiei transferate. Singurul responsabil poate fi deci fluxul. Deoarece fluxurile prin cele doua bobine sunt defazate cu 180 de grade, asa cum aratam intr-o interventie mai veche, rezulta ca fiecare dintre fluxurile determinate de cele doua bobine atinge alternativ maximumul in intervalul unei singure alternante a retelei monofazate la care este cuplat transformatorul. Deci daca Φ₁ = B₁S, iar Φ₂ = B₂S, atunci Φ = Φ₁ + Φ₂ = S(B1 + B2) Inductiile B₁ si B₂ sunt egale in mod evident si stim cu totii ca nu difera valoric fata de inductiile transformatoarelor cu un singur primar. Deci daca B₁ = B₂ = B, atunci Φ = 2BS. Rezulta ca dublarea puterii pentru transformatoarele cu doua bobine identice amplasate pe coloane diferite se datoreaza dublarii fluxului datorata functionarii in contratimp a celor doua jumatati de bobine primare.

[UDAR]

Formula este una fundamentală, probabil că toate lucrările despre transformatoare ( și nu numai ) o cuprind . Unele formule le știi , pur și simplu , nu mai ții minte unde le-ai văzut .

Forma ei ”clasică” este E = 4.44* N * S * B * f  . 10000 folosit de TESSLA vine de la cm² în loc de m².  Originea formulei este în teorema lui Faraday cu e = -dΦ/dt, unde e este  tensiunea indusă per spiră , Φ este fluxul ( ca funcție variabilă în timp ) respectiv dΦ/dt este derivata fluxului în raport cu timpul . Ca să nu o mai lungim , Φ variază sinusoidal cu o amplitudine Φ₀ = Bmax * S , derivata devine 2 * π * f * Bmax * S  deci emax = 2 * π * f * Bmax * S , Emax = 2 * π * f * Bmax * S * N dar E = 0.707 * Emax , rezultă :

E = 0.707 * 2 * π * f * Bmax * S * N = 4.44 *  f * Bmax * S * N

 

 

EDIT Legea lui Faraday , nu teorema . Scuze ... 

@ola_nicolas Îmi pare rău , nu există nicio însumare de fluxuri acolo. Dacă ar fi , toroidalul imaginat ca având infinit de multe coloane .... 

Fluxul este dat de raportul dintre tensiunea magneto-motoare și reluctanță . TMM este determinată de numărul total de spire - indiferent cum sunt ele distribuite - iar curentul și reluctanța sunt constante . Este deci același lucru dacă pun 1000 spire pe o coloană sau cîte 500 pe fiecare din cele două coloane . 

Sau, am înțeles ceva greșit dată fiind ora ?

Editat Iulie 20, 2014 de UDAR

[mișa]

Bobinele de pe cele 2 coloane NU functioneaza in "contratimp", sunt perfect in faza! Aiureala asta cu functionarea in contratimp si cu defazajul de 180 grade a fost lanstata de cineva care nu intelege functionarea transformatoarelor. A mai fost discutata aceasta problema tot in cadrul acestui topic dar se pare ca nu a avut rost... Bineinteles, nu conteaza unde sunt distribuite infasurarile daca sunt pe acelasi circuit magnetic. Conteaza numai numarul total de spire.

[vera]

Acea "eroare grosolana" este din Tratat de Masini Electrice, de I.S. Gheorghiu si Alexandru S. Fransua, vol2, pag.70.

TESSLA, scuze daca m-am exprimat gresit. Cand am facut referire la prostiile de pe net, m-am gandit la acele postari de perpetuum mobile, de care te impiedici la tot pasul.

[UDAR]

Acea "eroare grosolana" este din Tratat de Masini Electrice, de I.S. Gheorghiu si Alexandru S. Fransua, vol2, pag.70.

 

Poate că scanarea și a paginilor anterioare ( dacă deranjul nu e prea mare ) ar lămuri , măcar parțial , problema. 

O să mai încerc pe net dar se pare că nu prea sunt șanse de a vedea textul iar pe la biblioteci chiar nu am timp de mers.

[Vizitator]

......satureze in gol, poti obtine orice putere daca sarma si spatiul de bobinare permit. Sa nu uitam ca energia se transfera prin aer de la primar la secundar. 

@vera: pai documentatia pusa de dumneata a indus pozitia de mai sus a @TESSLA si pe care singur ai spus ca o impartasesti.

Ce inseamna sa fim ingaduitori, sa acceptam lucruri cu care nu santem de acord?

[vera]

UDAR, in atasamente ai tot cap. 4 (pag. 64-70):

http://i59.tinypic.com/28vt642

http://i62.tinypic.com/2dcip7d

http://i61.tinypic.com/wump7p

http://i62.tinypic.com/15hd2j7

http://i62.tinypic.com/2vmu1hk

http://i62.tinypic.com/dmfcsz

http://i61.tinypic.com/k21xn9

Scuze pt. calitatea scanarilor, dar cartea este format A4 si a trebuit sa tin inprimanta fara capac.

miticamy, am spus sa fim mai intelegatori unii fata de altii, pt. ca aici nu suntem la examene, nu se dau placinte, etc. Purtam un dialog, sper eu civilizat, care este benefic tuturor.

Editat Iulie 21, 2014 de vera

[UDAR]

Mulțumesc frumos . O să revin după ce citesc . Identificasem cartea la Biblioteca UTCN ( Politehnica Cluj ) dar era destul de complicat cu carnetul, etc + timpul. 

[UDAR]

Recunosc că , după o primă și rapidă lectură, fără aprofundarea matematicii , sunt destul de bulversat. Eram ( și cred că majoritatea dintre cei care citiți erați ) obișnuit cu ideea că transferul energiei se face prin intermediul cîmpului magnetic - nu electromagnetic , ca aici . Am avut o primă bănuială din lectura paginii 70 pe care @vera a prezentat-o inițial , când mi-a sărit în ochi vectorul Poynting . Fiind vorba de câmp electromagnetic pare destul de normal ca transferul să se facă direct între înfășurări , prin aer - în miez componenta electrică ar trebui să fie foarte mică spre nulă. 

Prima impresie - este o interpretare echivalentă cu cea clasică , rămâne să văd dacă pot să mă conving că e așa.

Oricum , așa cum intuiam chiar înainte de această lectură , se impune reconsiderarea noțiunii de câmp de dispersie - modelele didactice cunoscute pun primarul într-o parte și secundarul în alta  și ne desenează linii de flux care se închid prin miez - flux mutual sau prin aer - flux de dispersie . Transformatoarele reale au însă în majoritate ( ca și acest model intenționat particular ) secundarul bobinat peste primar . Există deci linii de flux care nu se închid prin miez dar înfășoară deopotrivă primarul și secundarul. Ce flux e acesta - mutual ( după mine ) sau de dispersie ? Totuși , există transformatoare cu primarul și secundarul complet separate , unde singura legătură o face fluxul prin miez - asta mă face să cred ( deocamdată ) că este vorba de un model doar.

[franzm]

Poate ajuta cartea asta. De Kapp si modelul sau trebuie sa fi auzit orice inginer în ale electricitatii.

[UDAR]

Mulțumim. Să sperăm că Google ne ajută să traducem .

PS Recunosc, nu prea am auzit de Kapp . Citind puțin pe Wikipedia - extrem de scurt articolul - , parcă îmi amintesc că i-am mai auzit numele legat de dinam . Dar , cam atât.

E drept eu nu am studiat electrotehnica ci electronica deci am învățat ( în facultate ) despre transformatoare doar la nivel de principii . Aș fi curios , totuși , să știu câți ingineri școliți în România au auzit.

[franzm]

I-am studiat modelul la disciplina Electrotehnica si Masini electrice, desi tot electronica am facut. Cred ca mai am pe undeva cursul lito.

[Vizitator]

...nu există nicio însumare de fluxuri acolo. Dacă ar fi , toroidalul imaginat ca având infinit de multe coloane ...

 

 

Nu numai numarul de coloane conteaza practic, ci si numarul de bobine identice realizate separat si dispuse simetric pe un miez avand tot atatea coloane. Deci in ceea ce priveste miezul toroidal, vei avea practic aceeasi situatie daca realizezi doua bobine concentrate si le plasezi diametral opus pe toroid. Fiecare bobina este considerata o sursa de flux magnetic. Fluxurile produse de bobine, se insumeaza in jugul transformatorului. Daca consideri jugul ca fiind neutru din punctul de vedere al fluxului electromagnetic, atunci cele doua fluxuri nu pot fi in faza, deoarece polaritatea tensiunilor la bornele celor doua bobine este diferita. Situatia este similara cu cea de la motoarele electrice, unde exista cate o bobina pe asanumitii poli. Defazarea fluxurilor se datoreaza spatiului tridimensional in care se rotesc fluxurile magnetice. Doar ca la transformator, nu exista rotorul care sa urmareasca mecanic acest flux. Totul se realizeaza pe baza legii inductiei electromagnetice, iar rezultanta se repercuteaza in secundar. Cele doua fluxuri sunt create de vectorii de tensiune dintre punctul (borna) de inseriere a bobinelor si cele doua borne conectate la retea. Am prezentat undeva pe acest topic oscilograma unui circuit de acest tip realizata pe simulatorul electronic. Simulatorul electronic, este un urias aparat matematic, pus la punct si verificat de un colectiv de savanti experimentati, care modeleaza procesele din diferitele circuite. Deci pana una-alta este o demonstratie valabila. Cine neaga rezultatele unei simulari, va trebui sa inventeze propriul model matematic. Deocamdata discutam pe baza celui existent.