Управляемая магнитная проницаемость. Фазовый сдвиг

2020-06-02

Управляемая магнитная проницаемость. Фазовый сдвиг. Здесь мы продолжим по управлению магнитной проницаемостью ферритов при помощи электрического поля. Но в данном случае мы будем использоват не один, а два генератора, на выходе схемы — ставить не измеритель индуктивности, а нагрузку в виде светодиодной матрицы. В результате мы должны будем получить сдвиг фазы колебаний на нагрузке в зависимости от управляющего напряжения на феррите. Схема эксперимента представлена на рисунке . GG0 — , который подаёт короткие импульсы на ферритовый сердечник Fe . Вторая независимая цепь состоит из катушки индуктивности L0, намотанной на этот сердечник, GG0 — маломощного синусоидальных колебаний и светодиода HL0 мощностью 0 Вт. В этом опыте использовался один тип сердечника — «фериритовая колбаса» (), т.к. «ферритовое кольцо» не показало приемлемых результатов. Зато здесь были задейстованы несколько разных катушек, с различной индуктивностью, чтобы подтвердить стабильность эффекта.

. Методика эксперимента следующая. Сначала включаем генератор синусоидального сигнала GG0, с помощью настроек которого добиваемся попадания катушки L0 в резонанс, о чём будет свидедельствовать зажигание светодиода HL0. Здесь очень важным являются два момента. Резонансная частота, в которую мы должны попасть, должна являться собственной частотой катушки, которая образуется её собственной ёмкостью и индуктивностью. После попадания в резонанс необходимо уменьшить яркость свечения светодиода до минимальной — такой, чтобы светодиод еле светился. Это делается путём регулирования амплитуды выходного сигнала в настройках генератора. Далее, подключается первый независимый контур , который создаётся электрическое поле в ферритовом сердечнике путём подачи на него коротких импульсов. Частота генераторов GG0 и GG0 должна совпадать, либо отличаться на 0-5 Гц. Поэтому, для достижения такой точности, необходимо применять цифровые генераторы с кварцевой стабилизацией частоты. Если это условие выполнено, то при определённом минимальном напряжении питания U0 светодиод начнёт мигать с разностной частотой. Причём верхний пик его яркости должен превышать среднее значение в несколько раз. Уникальное и даже удивительное явление мы сможем обнаружить, если подключим двухлучевой осциллограф к выходу X0 генератора GG0 и параллельно светодиоду HL0 . Эффект мигания светодиода проиходит не из-за сложения амплитуд , а за счёт сдвига фазы колебаний в катушке L1!.

. Например, с однослойной катушкой индуктивностью 0 мГн, у автора эффект возникал на частоте 0 кГц. При этом, напряжение источника питания U0 было 0 В, а мощность потребления от него составляла порядка 0 мВт. Амплитудное значения генератора GG0 было 0 В, хотя для зажигания такого светодиода требовалось минимум 0 В. Осциллограммы, снятые таким образом и зафиксированные в разные случайные моменты времени, показаны на рисунках , где зелёный луч — колебания на светодиоде, жёлтый — на стоке выходного транзистора генератора GG0. На рисунках представлены те же осциллограммы, но жёлтый луч, в данном случае, установлен на затвор этого транзистора. Примерно те же результаты, но с другими резонансными частотами, были зафиксированы и для других катушкек, с другой индуктивностью. Все они были намотаны в один слой, на пластмассовом каркасе, витками до полного его заполнения. Разница между ними — в толщине провода. Интресным моментом является то, что генератор GG0 может быть настроен не только на резонансную частоту, но и на картно меньшую. Например, для описываемой выше резонансной частоты в 0 кГц, эффект проявлялся при частотах генератора GG0 в 0 кГц и 0 кГц. Выводы и схемотехника. Таким образом, мы получили фазовый параметрический генератор , колебания которого могут складываться с колебаниями источника в один момент и вычитаться — в другой. Когда фазы источника колебаний и катушки совпадают, то мощность на активной нагрузке будет являться их суммой и будет максимальной, а когда фазы противоположны — энергия будет возвращаться обратно в источник, а мощность на нагрузке — минимальной. Но поскольку мощность зависит от амплитуды в квадрате, то добавочная энергия на нагрузке будет появляться именно в момент совпадения фаз. Отсюда напрямую следует схемотехническое решение, представленное на рисунке . Необходим один общий генератор прямоугольных импульсов GG0, который должен управлять усилителем A0 и блоком задержки DL0. Последний — должен изменять время задержки с относительно низкой частотой, например, 0 Гц, для того, чтобы на выходе можно было получить промышленную частоту. Правда, для получения последней перед нагрузкой будет необходим высокочастотный фильтр, который не отображён на схеме. С линии задержки сигнал поступает на формирователь коротких импульсов IF0, а с него — на выходной ключ SW0, который и подаёт эти импульсы на феррит Fe. К слову, короткие импульсы, которые подаются на сердечник, можно получить и другим способом: при помощи высокого напряжения и искрового промежутка. Недостатком такого подходя является сложность регулировки необходимой задержки . . .