Цитата(AndreyVN @ Dec 21 2008, 02:58)
Конечно не поверю. Я вообще "словам не верю".
А если Вы уверены в своей правоте - сделайте зазор в обычном (50Гц) трансформаторе.
W~1/2*L*I^2 Это никто не отменял. При намагничивании ток совершает работу по ориентации доменных структур ферромагнетика. Больше ферромагнитка, больше проницаемость - большая энергия запасена в дросселе.
Давайте-ка для начала определим поточнее - чего хотим добиться?
1. Спроектировать дроссель, запасающий вполне определённое количество энергии при минимальном объёме?
или 2. при минимальной стоимости?
или 3. при заданном объёме максимальное количество энергии?
Если не задаваться вопросами стоимости и технологичности то можно свести дело к достижению максимальной плотности энергии магнитного поля. В системе СИ это будет
BH/2 (Джоулей на кубический метр).
Казалось бы, чем больше мю, тем больше
B при том-же самом
H, а если ещё и количество витков увеличить, то и
H увеличится, и
B вместе с ним, здорово!
Где же предел этому великолепию? К сожалению у ферромагнетиков есть такая штука как насыщение. Поэтому величина
B, которую мы можем получить ограничена, назовём её
Bs.
Таким образом максимальная плотность энергии получается тоже ограничена
w=Bs H/2 = Bs^2/(2*мю*мю0). Более того, у разных сортов ферритов
Bs у всех примерно одинакова: 0.3..0.5 Тл. Примерно так-же получается и с трансформаторным железом, только
Bs порядка 1.5 Тл.
Это что же такое получается? Чем больше мю феррита, тем меньше энергии в нём можно запасти - утверждение в точности противоположное предыдущему.
Увы, это так. Именно поэтому в трансформаторах, где запасать энергию не надо, стараются применять материалы с большим мю и не делают зазоров.
Ну, раз такое дело, пойдём дальше, будем уменьшать мю пока не дойдём до 1. При той-же самой
Bs энергия всё больше и больше! Замечательно! Правда при этом приходится (чтобы сохранить
Bs) мотать всё больше и больше витков.
Дойдя до мю=1 замечаем что теперь сердечник нас уже не ограничивает, его уже нет. Теперь можно и
B тоже повышать, воздух и гораздо бОльшие поля стерпит. Зачем себя ограничивать какими-то 0.3 Тл, сделаем сразу 10Тл, ещё в 1000 раз больше энергии запасём! Воздух лучший материал для сердечников дросселей!
Если Вы уже запутались в этих выкладках, значит я своего добился.
К сожалению и на этом пути есть препятствия. Приходится мотать всё больше и больше витков, а объём для обмотки тоже ограничен, да и медь, в отличие от воздуха не бесплатна. К тому-же обмотка начинает весьма ощутимо греться. Для соленоида с полем 10-15Тл внутри охлаждение обмотки - главная проблема при проектировании. Но такой соленоид именно как накопитель энергии никому не нужен - он эту энергию не столько накапливает, сколько транжирит в виде тепла.
Как видите проводимость меди всё-таки причём.
Очевидно, где-то есть оптимум. В зависимости от прочих обстоятельств это может быть или материал с неким оптимальным мю, или феррит/железо/пермаллой с зазором, или катушка без сердечника.
Цитата
No comment. Оказывается, боремся с сопротивлением меди.
Дык. и не только.
С электромагнитами и двигателями та-же фигня. С точки зрения физики всё упирается в Bs и потери на перемагничивание в железе и потери в меди.
P.S. Число пи прямо пропорционально длине окружности и обратно пропорционально диаметру.
Russia est omnis divisa in partes octo.
Зазор в катушках - накопителях энергии, Air gap
Dec 20 2008, 09:14
