2018-11-12
Науково-дослідний сайт В'ячеслава Горчіліна
Всі статті
Трансформатор поперечно-поздовжніх хвиль (TTLW)
Ця робота є розвитком ідеї про стоячої хвилі зі зміщенням, а також розробці більш досконалих генераторів електричної енергії, що працюють на цьому принципі. У цій статті було представлено математичне обґрунтування такого процесу, а тут — один з варіантів отримання такого зміщення шляхом перетворення поперечних хвиль в поздовжні. Будь-який, навіть дуже короткий імпульс, распостраняющийся уздовж довгої лінії (ДЛ), можна представити у вигляді стоячої хвилі зі зміщенням, а значить магнітні поля, при її распостранении вздовж провідника, будуть збігатися з малюнком 1 цієї глави, де пропонується один з варіантів генератора, працюючого на цьому принципі. Його недолік — досить складна конструкція і відносно низька ефективність при слабких і середніх струмах. Сильні ж струми непропорційно здорожують такий пристрій, зокрема, його генератор імпульсів.
Виходом може стати принципово інша конструкція, яку ми будемо далі називати — архітектура. Необхідність застосування цього терміна стане зрозумілою з таких малюнків. А завдання у нас така: піти від застосування діодів на перпендикулярних відрізків ДЛ, спростити конструкцію і знизити струм генератора імпульсів Gw до середніх значень. Частково цього можна досягти, якщо навчитися знімати енергію з імпульсу, що переміщається по ДЛ, з допомогою намотаної навколо неї циліндричної котушки L1 (рис 1.2). Генератор імпульсів подлючается до ДЛ за схемою, зображеною на рисунку 1.1. Зауважимо, що в цій частині трансформатора знімання повинен проводитися з поздовжньої хвилі, яка має у своєму наборі одна чудова властивість: індуковані нею струми не викликають зворотної дії.
T1.1 і T1.2 — відрізки довгій лінії, які з одного кінця підключені до генератора імпульсів, а з другого — з'єднані один з одним через Zm; вони виконані з струмопровідного матеріалу. Генератор Gw посилає в ДЛ відносно короткі імпульси, довжина яких повинна відповідати часу проходження по ній, чи хоча-б тривалість фронту цих імпульсів повинна бути не більше цього інтервалу. У найпростішому випадку Gw може з себе представляти високовольтний джерело з накопичувальним конденсатором і розрядником. Zm — узгоджуюча навантаження, в загальному випадку — комплексна, у приватному — може бути активним опором і навіть просто перемичкою. Її завдання — звести до мінімуму ефект відбиття хвилі від кінця ДЛ.
Входящие и выходящие магнтные линии в трансформаторе продольно-поперечных волн. Схема подключения
З цього рисунка ми можемо бачити, що силові магнітні лінії, зображені блакитним кольором і утворюються при переміщенні імпульсу вздовж ДЛ, входять і виходять з провідника котушки L1 під однаковим кутом: α1 = α2. Користуючись правилом лівої руки [2] ми можемо відразу сказати, що при такому розкладі, струми на різних ділянках цього провідника будуть взаємно компенсуватися і електричної енергії на висновках L1 (роз'єм X1-X2) ми не отримаємо. Здавалося б, на цьому тему можна закривати, але насправді вихід є!
Нова архітектура
Збільшимо радіус котушки L1 і змістимо її центр щодо ДЛ (T1.1 і T1.2). Отриману таким чином архітектуру ми можемо бачити на малюнку 1.3, звідки відразу ж видно, що кути між вхідними в провідник магнітними лініями і виходять — перестали бути рівні: α1α2, причому α1 < α2. Враховуючи, що наведена в провідник ЕРС пропорційна косинусу цих кутів, можна зробити висновок про превалювання одного з напрямів. Якщо імпульси генератора Gw будуть завжди однієї полярності, то на висновках L1 ми отримаємо імпульсний постійний струм.
Нижче на малюнках 2.1-2.6 показано інші, в деяких випадках більш досконалі варіанти архітектури, в яких досягається велика різниця між кутами α1 і α2, а значить і більша енергія на виході котушки L1. T1.3 на цих малюнках являє собою циліндричний немагнітний каркас. В наступній главі ми розповімо докладніше про цю частини TTLW трансформатора.
Входящие и выходящие магнтные линии в трансформаторе продольно-поперечных волн с новой архитектурой
Як ми бачимо, дорогі читачі, архітектура TTLW може бути абсолютно різною, важливо лише дотримуватися правило різниці кутів між входять і виходять з провідника котушки L1 магнітними силовими лініями. І чим більше буде різниця в цих кутах, тим краще. Також, потрібно не забувати перевіряти силові лінії на відповідність правилу лівої руки — рух хвилі по ДЛ повинно породжувати ЕРС в провіднику.
На даний момент ми вирішили тільки половину поставленої задачі — пішли від застосування діодів на перпендикулярних відрізків довгої лінії (ДЛ) і спростили конструкцію. Далі ми розповімо, як можна вирішити другу її частину, додати струм в систему і виконати всі умови для поєднання поперечної та поздовжньої хвилі.
 
Використовувані матеріали

© Горчилин В'ячеслав, 2018 р.
* Передрук статті можлива за умови встановлення посилання на цей сайт та додержанням авторських прав

2009-2018 © Vyacheslav Gorchilin