Сравнение энергии, запасаемой в конденсаторе и в дросселе Опции

[iiv]

Всем доброго времени суток,

много раз видел утверждение, что индуктивность запасает больше энергии на объем или вес, чем конденсатор. Чисто из своего личного опыта при поиске компонент встречал только обратное. Тор на порошковом железе, весящий с 1 кг запасает примерно 0.5Дж, в то время как кондер в корпусе 2225 с номиналом в 450В, 1мкФ запасает 0.1Дж.

Может я не те дроссели смотрю? Вдруг кто знает, тыкните меня, пожалуйста, носом в какой-нибудь дроссель, который бы под сотню Дж запасал бы, ну и весил бы не больше нескольких кг, или такое не реально?

Спасибо

ИИВ

[A.W.P.]

да, а теперь подставьте сюда вместо 50нс 50мкс, и токи упадут в сотни ампер.

У Вас какое-то "магическое" отношение к дросселю.
Если мы хотим, чтобы на какой-то обмотке дросселя появился импульс 70кВ с пиком тока 8кА, а при этом на другой (размыкаемой) обмотке "выскочило" не более 800В, там должны отключаться именно 700кА, независимо за сколько времени мы накопили энергию.
В общем виде: 1)сумма ампер-витков всех обмоток дросселя постоянна в каждый момент времени (не имеет мгновенных скачков); 2)ЭДС обмоток пропорциональны числу витков. Из этих двух простых правил все и следует (мгновенные мощности на обоих обмотках одинаковые и в рассматриваемом примере в пике достигают 560МВт). И это никак не обойти.

Я навскидку оцениваю такие же порядки плотности энергии ~10^7 Дж/м3 для катушки в импульсе, причем это будут огромные поля под десять Тесла с учетом, как правильно отмечено, пересчета энергии на весь объем катушки (даже без учета механического каркаса, чтоб не разорвало). Только я находил для современных ионисторов цифры 50Дж/см3, и не уверен, что это предел.
При коротких импульсах еще есть ограничения в скорости нарастания поля из-за вихревых токов.

Вспомнил, что когда-то давно зримо наблюдал соотношение между энергиями . Коллеги делали намагничивающую установку для постояных магнитов. Разряд большой батареи конденсаторов на серьезный электромагнит. Батарея конденсаторов была больше электромагнита, но легче. За прошедшие четверть века прогресс в конденсаторах, пожалуй, больше чем в магнитных системах.

У хороших аккумуляторов плотность энергии еще больше (чем у ионисторов). Но плотность мощности, соответственно, ниже. Для каждого класса накопителей существует своя ниша оптимального применения (по времени разряда). Среди самих ионисторов разделяют приборы с водным и неводным электролитом. У первых значительно меньше внутреннее сопротивление, но на почти порядок меньше плотность энергии (т.к. у "водных" рабочее напряжение меньше 1В (по памяти пишу), а с хорошо очищенным от воды специально подобранным электролитом достигаем почти трех вольт (энергия пропорциональна квадрату напряжения)). Двигаясь в сторону все более коротких импульсов, переходим от ионисторов к оксидным конденсатором, потом пленочным и т.д. На каждом переходе удельная энергия накопителя все меньше, но удельная мощность-все больше.