Сегодня читали статью (2)
Принцип действия трансформатораПарадокс трансформатораВзглянем на давно известный электромагнитный аппарат – трансформатор (рис.1): Зная его принцип действия, можно без особого труда проследить цепочку энергетических преобразований в нем: электрическая энергия ЭЭ в первичной обмотке w1 трансформатора преобразуется в энергию Эм магнитного потока Ф сердечника, которая во вторичной обмотке w2 трансформатора вновь преобразуется в электрическую энергию ЭЭ (рис 2). Теперь рассмотрим эту цепочку в динамике: поток электрической энергии через трансформатор может изменяться в очень больших пределах – от 0 (трансформатор в режиме холостого хода) – до ЭЭ mах (трансформатор работает с полной нагрузкой). Соответственно, и энергия магнитного потока Эм так же должна изменяться синхронно с ЭЭ – мы это вправе ожидать, ведь Эм, а соответственно и Ф, есть звено в энергетической цепочке трансформатора. Но теория (и практически подтвержденный факт) говорят о том, что магнитный поток трансформатора, а соответственно и его энергия, есть величина постоянная и никоим образом не зависящая от уровня энергии, проходящей через трансформатор. Таким образом, выстроенная нами логическая энергетическая цепочка работы трансформатора не согласуется с посылкой о роли магнитопровода в теории работы трансформатора. Мы наблюдаем нарушение причинно – следственных связей, т.е. ПАРАДОКС. Э.Д.С. самоиндукцииРассмотрим цепь переменного тока с индуктивностью L (рис.3). Согласно теории, в катушке L создается противоЭ.Д.С. – UL, по величине равная сетевому напряжению, но направленная встречно ему – так называемая уравновешивающая Э.Д.С. или Э.Д.С. самоиндукции. Но в таком случае вольтметр V должен показывать нуль или величину близкую к нулю. Прибор же всегда показывает напряжение сети. Почему? И под действием какой силы, в таком случае, в цепи течет ток, ведь напряжения уравновешены? Принцип действия трансформатораПарадокс трансформатора, а также следующий из него и противоречащий всем канонам электрофизики вывод, заставляют пересмотреть принцип работы обычного трансформатора. Любую совокупность взаимосвязанных событий можно рассмотреть в динамике их развития во времени, даже происходящих, казалось бы, одновременно. Сделать это нам позволяет принцип причинности, согласно которому любую рассматриваемую совокупность событий можно разделить на две группы: «события – причины» и «события – следствия» и, следовательно, позволяет правильно, в строго хронологическом порядке, разместить их на оси времени. Стоит особо заметить, что «событие – причина» и «событие – следствие» не могут происходить одновременно, между ними обязательно должен оставаться временнóй промежуток; и «событие – следствие» никогда и ни при каких условиях не произойдет раньше «события – причины». Для облегчения понимания сути процессов в трансформаторе, применим «лупу времени» - растянем временнýю шкалу (ось) событий, происходящих с трансформатором во время его работы, и поэтапно рассмотрим все эти события. 1. Процесс намагничивания магнитопровода трансформатораа) Появление тока в первичной обмотке (на рисунках обмоткипоказаны в виде сечений витков) вызывает в части магнитопровода трансформатора, размещенной внутри обмотки, переориентацию магнитных полей доменов вдоль возникшего магнитного поля. На рис. 4 показано первоначально наведенное (инициированное) током первичной обмоткимагнитное поле. в) Наведенное током первичной обмотки первоначальноемагнитное поле вследствие упорядочивания магнитных полей доменов резко усиливается (во многие тысячи раз) и начинает расширяться сразу по двум направлениям – по верхнему и нижнему ярмам магнитопровода (показано стрéлками) – началась «цепная реакция» переориентации магнитных полей доменов магнитопровода, рис. 5. с) Цепная реакция переориентации магнитных полей доменов магнитопровода продолжается, протяженность результирующего поля и его индукция В продолжает увеличиваться. Рис. 6. d) Цепная реакция переориентации магнитных полей доменов магнитопровода продолжается, протяженность результирующего поля и его индукция В продолжает увеличиваться. Рис. 7. е) Заключительный этап развития магнитного поля в магнитопроводе трансформатора. Весь объем магнитопровода намагничен. Магнитное поле имеет максимальную степень развития – наибольшую протяженность линий магнитной индукции и максимальную индукцию В = Вmax. Рис. 8. Нетрудно понять, что ток в первичной обмотке, инициирующий магнитное поле, достиг своего максимального значения Imax. 2. Процесс размагничивания магнитопровода трансформатораПри уменьшении тока в первичной обмотке от Imax до нуля, магнитное поле начинает стягиваться, свертываться в последовательности, обратной развитию. Рис. 8, 7, 6, 5, 4. Таким образом, в пространстве окна магнитопровода, при подключении первичной обмотки под напряжение сети, постоянно бегает магнитная волна – от стержня к стержню. Каждый новый цикл такой «пробежки» начинается со смены направления магнитного поля (каждый полупериод тока). 3. Анализ процессов намагничивания и размагничивания магнитопровода трансформатораПервое, что бросается в глаза при рассмотрении поэтапных картинок намагничивания и размагничивания магнитопровода – «магнитное поле способно перемещаться в пространстве окна магнитопровода – бежит магнитная волна». Второе – появление электродвижущей силы в витках вторичной обмотки очень легко и просто объясняется известной силой Лоренца, возникающей на электронах металла этой обмотки – это именно она смещает электроны к одному из зажимов обмотки, создавая Э.Д.С. при пересечении витков магнитной волной. Третье – парадокс трансформатора исчез – теперь мы знаем, что магнитный поток сердечника трансформатора действительно не участвует в процессе передачи энергии от первичной обмотки к вторичной, переносчиком энергии является магнитная волна, перемещающаяся в окне магнитопровода. Но, наличие магнитопровода есть необходимое условие для работы трансформатора, т.к. он выполняет сразу три функции: 1) – является двигателем, перемещающим магнитную волну в пространстве окна, 2) – является усилителем магнитного поля, усиливает индукцию перемещающейся магнитной волны, 3) – является вместилищем, конечным складом накопления развитого магнитного поля. Четвертое – мы убедились, что источником энергии, возникающей во вторичной обмотке трансформатора, может быть только энергия движущейся магнитной волны. Но тогда должен быть и источник ее пополнения и таковым, по простой логике вещей, может быть только электрический ток в первичной обмотке. Таким образом, рассмотрев в динамике картину физических процессов, протекающих в работающем трансформаторе, удалось выявить и понять: магнитное поле генерируется ускоренно движущимися электронами первичной обмотки и перемещается в пространстве окна последовательным механическим перемещением. При торможении электронов магнитное поле в обратной последовательности сходится, свертывается на электронах, его породивших. Иными словами: электрон и магнитное поле, им рожденное, образуют жесткую механическую систему со всеми свойствами, присущими таким системам (закон сохранения импульса, закон сохранения энергии). 4. Энергетические преобразования в трансформатореПроцессы генерации и сворачивания магнитного поля сопровождаются отбором энергии из сети и последующим возвратом ее в сеть. Это есть режим холостого хода трансформатора. Из установившегося режима холостого хода следует обязательность равенства энергий преобразований: количество энергии, затраченное сетью на генерацию магнитного поля, равно количеству энергии, полученное сетью от его свертывания. Процесс генерации магнитного поля сопровождается противодействием первичной цепи трансформатора источнику питания, нам это противодействие известно как «индуктивное сопротивление». При сворачивании магнитного поля на электронах первичной обмотки происходит «подхлестывание» электронов (идет возврат энергии в сеть), квалифицируемое нами как Э.Д.С. самоиндукции. Появление тока во вторичной цепи трансформатора приводит к нарушению баланса энергий преобразований, т.к. часть своей энергии магнитное поле отдает электронам вторичной обмотки (в сеть вторичной обмотки). Недобор энергии при свертывании поля немедленно восполняется отбором соответствующего количества ее из питающей сети. Баланс энергий преобразований восстанавливается. Таким образом, заменив лишенные какого-либо физического смысла понятия «возникновение» и «исчезновение» магнитного поля понятиями «генерация» (в первую четверть полупериода графика тока Imsin ωt) и «свертывание» (во второй четверти полупериода), мы описали принцип действия трансформатора, не изобретая новые поля и частицы. Мы лишь взглянули на давно известное под другим углом зрения. При этом выяснилось следующее: 1. Исчез парадокс трансформатора – теперь мы знаем, что магнитный поток сердечника трансформатора действительно не участвует в процессе передачи энергии от первичной обмотки к вторичной, переносчиком энергии является магнитное поле (движущаяся волна) в пространстве окна магнитопровода. 2. Э.Д.С. во вторичной обмотке трансформатора создается хорошо известной силой Лоренца. 3. Так называемых уравновешивающих Э.Д.С. (Э.Д.С. самоиндукции) в цепи переменного тока с индуктивностью нет, и вольтметр показывает нам это объективно и беспристрастно. Резюме1. Магнитное поле рождается (генерируется) ускоренно движущимися электронами и свертывается на этих же электронах при торможении последних – электрон и магнитное поле образуют жесткую механическую систему. 2. При рассмотрении принципа работы трансформатора не пришлось прибегать к понятию «вихревое электрическое поле» за ненадобностью. Отсюда вывод – т.н. «вихревое электрическое поле», как физическая реальность, не существует. Автор статьи: Золотухин Владимир Алексеевич
Разместил статью: zolotuhin
![]() ![]() |
⇩ Информационный блок ⇩
⇩ Реклама ⇩
Loading...
⇩ Категории-Меню ⇩
⇩ Интересное ⇩
Энергия фазового перехода «вода – лёд» гексагональная фаза
![]() Энергия и анергия
![]() О кольце Мёбиуса. Часть 1.
![]() Электричество. Коренной эксперимент
![]() Антигравитация. Взаимодействие вращающихся масс
![]() Природа гравитации
![]() О природе электромагнетизма. Аннотация
![]() Волновой вариант теории Ритца
![]() Закон тяготения между двумя материальными телами находящихся в пространстве Солнечной (или другой) системы
![]() Фотонная теория
![]() |
⇩ Ваши закладки ⇩
⇩ Новые темы форума ⇩
⇩ Каталог организаций ⇩
⇩ Комментарии на сайте ⇩
⇩ Топ 10 авторов ⇩
⇩ Лучшее в Архиве ⇩
⇩ Реклама ⇩
|