Безжелезный генератор - каким он должен быть???

[KAA]

Тригонометрические функции и их производные. Скорость изменения потока в этот момент максимальна и непрерывна. И изменяется поток от, допустим, северного к южному: то что сменилась условная полярность (мы перешли через "0") не изменило направление изменения магнитного потока. Поставь на смартфон программку типа sensors multitul и выбери в ней магнитный сенсор. А потом покрути телефон по сторонам света. У тебя микроТеслы будут меняться от отрицательных до положительных значений и обратно. Смена полярности - только смена знака абсолютного значения, если значение растет то и будет расти дальше.

PS: В момент когда рамка перпендикулярна потоку значение потока максимально, а производная (изменение потока) поменяет знак. И изменение потока пойдет в обратную сторону. Поменяется полярность тока в рамке.

[Сашун]

Сообщение от Remel220

Или вы будете говорить, что никаких пропусков нет?

Естественно, никаких пропусков нету. При условии, что поле однородное и рамка вращается равномерно. Пропуски (отсутствие тока) могут появляться, если, например, магниты чересчур узкие - сопоставимые по ширине с рамкой - на краях магнитов нету магнитного поля, соответственно, и его изменения = ток равен нулю. Или рамка приостанавливается или чувствительность прибора мала или ... мало ли еще может быть причин - опыты нужно ставить корректно.

Добавлено через 24 минуты

Сообщение от Remel220

По рисунку видно, что при вращении в этот момент происходит смена сторон площади, ограниченной контуром рамки (плоскость сечения). Т.е., после прохождения середины полюса магнита, потоку "подставляется" другая, противоположная сторона рамки. Значит в этот момент, по теории, должна происходить СМЕНА ПОЛЯРНОСТИ.

Вывод даже не школьника, а прогульщика уроков физики и математики в школе.
Электрический ток в рамке вызывается не магнитным потоком, а ИЗМЕНЕНИЕМ магнитного потока через контур рамки.
Магнитный поток через площадь рамки изменяется по синусоидальному закону, а его изменение - по косинусоидальному. Поэтому смена полярности происходит, когда КОСИНУС угла между вектором индукции и плоскостью рамки равен нулю - когда плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции - параллельна полюсам магнита - т.к. cos90°=0.
Не прогуливали бы школьную тригонометрию - знали бы.

Не. До него не дойдет. Вот Ваш рисунок. В этом положении рамки магнитный поток равен нулю, поскольку магнитный поток ф=B*S. Площадь, через которую проходит индукция равна нулю - понятно? Поэтому и поток равен нулю.

Площадь меняется ПО СИНУСУ. Когда рамка повернется на 90° площадь станет максимальной. Еще на 90° - снова площадь будет равна нулю - рамка снова станет в положение на рисунке.
Т.е. сам магнитный поток изменяется по закону ф=B*S*sin(a), где a = угол между вектором индукции и плоскостью рамки.
А производная от магнитного потока (т.е. ток в рамке) изменяется по закону ф'=B*S*cos(a).
Может быть, все-таки,. чтобы понять, когда меняется направление тока в рамке почитать учебник, а?

[KAA]

Сообщение от Сашун

Не. До него не дойдет. Вот Ваш рисунок. В этом положении рамки магнитный поток равен нулю, поскольку магнитный поток ф=B*S. Площадь, через которую проходит индукция равна нулю - понятно? Поэтому и поток равен нулю.

Дополню чуток. Ток в этот момент максимален. Ибо cos(0)=1. И это прекрасно сходится с объяснением работы генератора через силу Лоренца, действующую на электроны в рамке. Кстати на картинке ЕДС не в ту сторону нарисована. Ура, учебники нам не врут

[Сашун]

Сообщение от KAA

Кстати на картинке ЕДС не в ту сторону нарисована.

Правило левой руки
Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле.

[Владимир.74]

http://youtu.be/iPWg1Cncv5I
На 7мин. 40 сек.
Кому то ведро с холодной водой на голову.
По этому принципу работает катушка в нашем генераторе. Когда две стороны КАТУШКИ (рамки на фото) над разными полюсами магнитов имеем максимум ЭДС. Волну синусоиды.. Меняется полярность (или появляются провалы на осциллографе) в тот момент, когда замкнутый контур ушёл с магнита. По центру магнита имеем максимум. Я так и не пойму, о чём спор, и так всё ясно. Рамка, это вообще детский сад,

Дальше проще. По памяти помню, писали про отрицательный всплеск на осциллографе, после прохождения проводника. Так вот, я опишу чисто механически, так как я больше механник по нутру. Возьмём пружину мягкую. Сжатую пружину резко отпускаем, она выпрямляется (это положительный всплеск на осциллографе), производящий работу (ток),но потом пружина ! После максимального выпрямления возвращается назад, как маятник. Так вот возвращение пружины ( отрицательный всплеск на осциллографе ) видит только осциллограф и только так . А вот реботы (тока, или как там правильней) не будет, так как он не несёт энергии и поновить её нечем (проводник ушёл от магнита). То есть , я хочу сказать, по своему, отрицательный всплеск (это в механике называется "памятью" металла) движение электроннов в обратную сторону. перед вхождением проводника на магнит (там помню тоже отрицательный всплеск), это как пружина сжимается. Электроны двигаются в обратную сторону. Но тока нет, энергии нет, проводник ещё не над магнитом. Пружина сжимается без прекладывания энергии, силы. Осциллограф показывает нам плоскую картинку. Вот в чём проблема. Если б он мог показывать в трёх плоскостях. Думаю, ко всему прочему, (относится не к данному спору) он многого недопоказывает. И мы тупо привыкли к картинке синусоиды, на плоском листке бумаги. В трёхмерном изоображении как раз в пример пружина.( как не странно, в двух мерном изображении - то же синусоида . И чего проще представить себе, что электроны не летят прямолинейно по проводнику, а закручиваются в нём по спирали , которую накручивают магниты своей силой , и направление переменки не в виде направления в доль проводника , а направления движения электронов в форме спирали. )
Хреново одно, что я мало времени этим интересуюся, для правильного толкования своих мыслей.
Как то так.
Может и бред, но во всём есть доля правды.

[KAA]

Сообщение от Сашун

Правило левой руки
Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле.

Однако правило левой руки говорит про направление тока (положительного заряда). А электроны отрицательные заряды. И они движутся против условного направления тока. Сашун, освежите школьный учебник. Если стрелочку вращения сделать в другую сторону тогда картинка правильная. А так нет. Ну никак не сходится картинка. Если смотреть на рамку сверху она должна вращаться по часовой, а там указано против часовой.
Про Ремеля и Лоренца: насколько я понял Ремель утверждает что генерация возникает за счет того что на свободные электроны в проводнике при движении проводника в магнитном поле действует сила Лоренца, и за счет этого возникает ток. При вращении как показано на картинке (против часовой) туда куда показывает вектор Е должны двигаться электроны, а направление тока (и ЭДС) в противоположную.
Ремель, ну нету тут противоречия. И по твоей теории и по официальной: максимум тока (ЭДС называй как нравится) в том положении как на рисунке (только направление вращения поправить). А в положении рамки когда через нее проходит максимальный поток: изменение потока ноль и ток (эдс) тоже ноль и Лоренц с этим тоже согласился бы .

[Valeriy]

KAA, на рисунке показана рамка в режиме мотора. Но если ее вращать по часовой стрелке, будет генераторный режим и если замкнуть цепь, побежит ток как на рисунке и сила направлена как на рисунке, против вращения.

[KAA]

Сообщение от Valeriy

KAA, на рисунке показана рамка в режиме мотора. Но если ее вращать по часовой стрелке, будет генераторный режим и если замкнуть цепь, побежит ток как на рисунке и сила направлена как на рисунке, против вращения.

Тогда не сходится с надписью про то что это принцип работы генератора. Не вполне корректна картинка, и из-за этого у нас с Сашуном возникли недопонимания на тему у кого левая рука более правильная

Добавлено через 1 час 7 минут

Сообщение от Владимир.74

http://youtu.be/iPWg1Cncv5I
На 7мин. 40 сек.
Кому то ведро с холодной водой на голову.
По этому принципу работает катушка в нашем генераторе. Когда две стороны КАТУШКИ (рамки на фото) над разными полюсами магнитов имеем максимум ЭДС. Волну синусоиды.. Меняется полярность (или появляются провалы на осциллографе) в тот момент, когда замкнутый контур ушёл с магнита. По центру магнита имеем максимум. Я так и не пойму, о чём спор, и так всё ясно. Рамка, это вообще детский сад,

Анимация на 8 минуте правильная. Хороший обучающий фильм.

По поводу катушек у тебя. У тебя магнитный поток через контур катушки максимален когда магнит по центру катушки. Но ИЗМЕНЕНИЯ потока нет. И потому нет ЭДС. А когда один магнит уходит от катушки и одновременно подходит к катушке следующий магнит тогда есть изменение потока, и есть ЭДС. В одной части катушки поток направлен в одну сторону, а в другой части в другую. Но в сумме (интегральной) все равно получим через данный контур некоторый поток Ф который примет значение в диапазоне -Фmax<=Ф<=Фmax, где Фmax поток при расположении магнитов по центру катушки.

С меандром тоже противоречия не вижу. Витки меандра охватывают некоторую площадь. Сначала внутрь этого контура внесено магнитное поле одного направления. В момент когда магниты проходят центр "зубьев шестеренки" магнитный поток через контур максимален (пусть будет Ф), но изменения нет. А когда магниты проходят над проводниками изменение потока есть, есть и ЭДС. Когда в центр зуба заехала следующая пара магнитов поток станет -Ф, и тока опять нет. Так и изменяется поток через контур от Ф до -Ф и обратно.
Вот только посчитать тут нужно аккуратно - площадь витка огромна, да поле очень не равномерно.

Чем дальше это обсуждение (я начало на другом форуме читал) тем меньше я понимаю в чем спорщики расходятся. Все говорят про одно и тоже, с точки зрения различных физических законов. Но никак не могут принять что все эти электро-магнитные явления просто рассматривались разными физиками в разных аспектах. Одного интересовало как получить электричество из механической энергии, другого какие силы воздействуют на проводник с током и как получить из этого механическую энергию. Но противоречия то нет, и те и другие законы работают и отражают свой кусочек реального мира.

[Сашун]

Оцениваем мощность торцевого генератора на постоянных магнитах

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Магнитная индукция в воздушном зазоре от оппозитно размещенных на полуроторах разнополярных магнитов, ориентировочно, Tл, +/- 0,2;
Магнитов на полуроторе, пар, 10;
Число катушек фазы, шт., 10 (периметр катушки совпадает с периметром одиночного магнита);
Число витков в катушке фазы, шт, 25;
Расчетная площадь катушки фазы, кв.см., 25 (0,0025 кв.м.);
Число фаз, шт., 3;
Активное сопротивление фазы, оценочно, Ом, 0,4;
Расчетная частота вращения ротора, об/мин, 150;
Конструкция генератора по http://windpower-russia.ru/showpost....&postcount=406 Внимание! Боковые стороны катушек расположены по радиусам.

ПОДСЧЕТ

1. Максимальный магнитный поток через одну катушку фазы 0,2Тл * 0,0025 кв.м. = 0,0005Wb. (Периметры катушки и магнита совпадают - вся индукция проходит через катушку).

2. Поскольку на полуроторе 10 пар магнитов, максимальный магнитный поток через все катушки фазы в 10 раз больше и составляет 0,005Wb. (Напряжение фазы генератора прямо пропорционально числу катушек фазы).

3. Полное изменение магнитного потока dФ составляет от -0,005Wb до +0,005Wb - всего 0,01Wb. (Справочно - 1 Wb = 1V * 1 s).

4. Этот магнитный поток через каждую катушку изменяется 20 раз за 1 оборот ротора (на полуроторе 10 пар, т.е. 20 магнитов), т.е., при частоте вращения ротора 150 об/мин,- 3000 раз в минуту или 50 раз в секунду.
Генерируется переменный ток частотой 25 Гц. Одно изменение магнитного потока (ПОЛУпериод переменного тока) длится, соответственно, 1/50=0,02s.

5. За 0,02s магнитный поток меняется в 25 витках катушки каждой фазы, т.е., согласно Закону Фарадея, по которому

E=I*R=dФ/dt, I*R=25*0,01Wb/0,02s=12,5V

.

6. Средний ток короткого замыкания фазы 12,5/0,4=31А.

7. Мощность фазы средняя 12,5*31=390W.

8. Мощность 3-фазного генератора, ориентировочно, 1,0 - 1,2 kW.

9. Потери в генераторе при токе фазы 10А (КПД ~90%) - 120W.

Примечание.
Подсчет - сугубо оценочный, поскольку мне неизвестны величина и распределение магнитной индукции в воздушном зазоре генератора ни в радиальном ни в окружном направлениях. В связи с этим усреднения магнитного потока, его изменения и полученных результатов - "среднефонарные". Порядок же полученных результатов, очевидно, верный !

[Remel220]

Сообщение от Сашун

В связи с этим усреднения магнитного потока, его изменения и полученных результатов - "среднефонарные".

Вот по таким рекомендациям и расчётам и получаются "среднефонарные" генераторы, т.е. крутилки для светодиодов, которыми завален весь инет!
Этот расчёт для школьников, для решения задач по физике. Он далёк для практического применения при изготовлении ГЕНЕРАТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ!.

Сообщение от Сашун

мне неизвестны величина и распределение магнитной индукции в воздушном зазоре генератора ни в радиальном ни в окружном направлениях.

Это не известно никому из самодельщиков! Тем не менее, по предложенной мною программе считается с 95% точностью!
E=BLV и более ничего!

Добавлено через 10 минут

Сообщение от Сашун

(периметр катушки совпадает с периметром одиночного магнита)

Самая главная ошибка!
Если бы Владимир 74 сделал катушки по этим рекомендациям - получилась бы очередная "крутилка - дырчик"!