2017-08-16
Персональный сайт Вячеслава Горчилина
Все статьи
Исследования некоторых феноменов магнитной проницаемости ферромагнетиков
Заняться этими исследованиями меня побудили некоторые необычные эффекты, показанные искателями свободной энергии в видеороликах, а также электрические схемы, в которых предположительно достигаются сверхединичные показатели. Для ясного понимания процессов происходящих в катушке с сердечником, индуктивность которой меняется от проходящего в ней тока, мною вначале были разработаны теоретические предпосылки, полностью основанные на классической теории электрических цепей. На их основе был создан специализированный калькулятор, позволяющий найти зависимость магнитной проницаемости сердечника \(\mu\) от напряженности магнитного поля \(H\), проходящего через эту катушку. Подсчёты калькулятора позволяют делать интересные выводы о КПД в реальных устройствах, и находить оптимальные режимы работы ориентируясь на потенциально достижимое приращение энергии \(K_{\eta 2}\). Основываясь на дальнейших инструкциях вы сможете провести исследования своих ферромагнитных сердечников, и самостоятельно убедиться в некоторых необычных эффектах и небольших, но важных для КПД, отклонений от классической теории.
Стенд для исследований
Для измерений был сделан стенд, состоящий из генератора синусоидальных колебаний MHS-5200A, усилителя НЧ, низкоомного сопротивления R1 и двух мультиметров в режиме измерения переменного напряжения. При всех своих достоинствах MHS-5200A генерирует довольно слабый сигнал на выходе, поэтому, для наших целей, ему требуется дополнительный усилитель, о котором мы поговорим далее. Вы можете применить любой другой генератор, важно лишь, чтобы он давал на выходе синусоидальный сигнал. Если же он окажется ещё и с мощный выходом, то усилитель не понадобится, и следующий шаг вы можете пропустить.
Усилитель
При наличии необходимых деталей, схема усилителя собирается за час и не требует последующей настройки. Из списка аналоговых микросхем наиболее подходящей оказалась TDA7056B, которая имеет полномостовой выход, однополярное питание, простое подключение, максимальную рабочую частоту — 300кГц, приемлемый коэффициент гармоник и выходную мощность порядка 5Вт. На следующей схеме она обозначена как DA1; на плате к ней должен крепиться небольшой радиатор.
Схема НЧ усилителя на TDA7056 Плата НЧ усилителя на TDA7056
Переменным резистором R1 регулируется амплитуда выходного сигнала. На вход XS1 подаётся постоянное напряжение 18В — это максимальное значение по паспортным данным микросхемы. XS2 — это вход сигнала с генератора, XS3 — выход на нагрузку. Нужно заметить, что вместо микросхемы TDA7056B можно применить её предыдущую версию — TDA7056A, но это уменьшит верхний предел диапазона измерений, т.к. её выходная мощность немного меньше. Вообще говоря, с таким усилителем можно измерять сердечники с поперечным сечением магнитопровода до 100..120мм2, — для бо́льших сечений потребуется усилитель на бо́льшую мощность. Но для наших целей этого будет достаточно.
Измерения
Таким образом, общая схема измерительного стенда будет такой:
Измерительный стенд для исследования магнитной проницаемости
На ней представлены: G1 — генератор синусоидальных сигналов, A1 — усилитель, описываемый выше, R1 - сопротивление 7.5..8Ом (5Вт), два мультиметра (в режиме измерения переменного напряжения) и трансформатор на ферритовом сердечнике с двумя обмотками — L1 и L2.
Измерения производятся следующим образом. Ползунок резистора R1 усилителя устанавливается в среднее положение, а выходное напряжение генератора делается минимальным — 0.2В. Постепенно увеличивая напряжение генератора — на 0.1В — заносим показания первого и второго мультиметра в таблицу калькулятора. Предварительно в этой таблице нужно заполнить основные поля: частоту генератора, число витков в L1 и L2, значение сопротивления R1 на стенде и геометрические параметры сердечника. Как только напряжение генератора будет более 1.8В, снова уменьшить его до 0.2В, а ползунок R1 — выкрутить в максимальное положение (максимальное усиление сигнала). К слову, плавно увеличивать напряжение U1 можно и другим способом: установить выходное напряжение в генераторе на 1.8В (больше — усилитель начнёт искажать сигнал), а резистором R1 плавно менять U1. В последнем случае R1 должен быть многооборотным.
Если в калькуляторе переключиться на режим «График», то программа автоматически построит графики двух зависимостей — \(\mu(H)\) и \(M(I)\). Последний — понадобится для выбора режима работы реального устройства по току (\(I\)). Также, нас будет интересовать значение коэффициента приращения энергии \(K_{\eta 2}\), вычисляемое этим калькулятором.
 
1

© Горчилин Вячеслав, 2017 г.
* Использование материалов сайта возможно с условием установки соответствующих ссылок и соблюдения авторских прав

2009-2017 © Vyacheslav Gorchilin