5

Форма зоны индуктивности в плоской катушке Мишина.

Ред. 1.1.

   При изменении частоты питания плоской катушки Мишина в пространстве формируется и динамически изменяется от частоты питания своеобразная зона. Выглядит она несколько неожиданно.

    Итак, имеется плоская катушка-блин, намотанная электромонтажным двужильным проводом «на ребро». Диаметр катушки 32 см, отверстие 6 см. Питается от генератора переменной частоты синусом Vpp=9.8 вольт. Изготовлены индикаторы из отрезков витой пары длинной по 16 метров.  Индикаторы изготовлены как окружности разного диаметра. Каждый индикатор подключен к паре встречных светодиодов как замкнутая индуктивность. Светодиоды одинаковой марки на одинаковое напряжение. Диаметры индикаторов, см: 8, 17, 23, 30, 88.

Постановка опыта. При изменении частоты питания катушки с некоторым шагом, измерялась высота начала свечения каждого индикатора над плоскостью катушки. В каждый замер в поле действия катушки вносился только один из индикаторов. Данные заносились в таблицу. По результатам были построены графики зависимости высоты светимости индикаторов пяти диаметров на каждой исследованной частоте.

Индикаторы и катушка.

      

Анимация уровней предела светимости индикаторов в зависимости от частоты питания генератора.
(Размеры указаны в сантиметрах, синий — катушка, красный — зона).

Выводы из полученных результатов:

1. Зона и форма индуктивной передачи ЭДС на индикаторы разного диаметра образует в пространстве действия катушки зону с нетривиальной геометрией.

2. Форма зоны индуктивности сильно зависит от частоты работы генератора, питающего катушку

3. Настройку катушек такого типа по индикаторам производить сложно. Самый точный метод по максимуму тока потребления.

4. Высота зоны индуктивности превышает диаметр катушки в 3-4 раза. Из этого следует, что величина электростатики в этих узких зонах доходит до очень значительных величин (питание от генератора не превышает 9.8 Vpp)

5. Диаметр зоны индуктивности превышает диаметр катушки как минимум 88/32 (2,75 раза).  Индикатор большего диаметра просто не был предусмотрен планами эксперимента.

6. Исходя из того, что мы запитываем преимущественно ёмкость, то на частотах выше т.н. резонанса (максимум проводимости), ёмкость «недобирает» от источника по напряжению зарядки в первой и третьей четвертях периода, в то время как генератор уже начинает перезаряжать ей в обратном направлении. Если же частоты ниже т.н. резонанса, то ёмкость как бы «стоит заряженная» какую-то часть первой и третьей четверти периода, после чего генератор начинает «неспешно» перезаряжать её в обратном направлении.

7. Замечено, что в зоне пика по удалённости от плоскости катушки конкретного индикатора наблюдается синфазность с током потребления. При этом на этой же частоте в прилегающих областях большего и меньшего диаметра наблюдается отклонение фаз в противоположные стороны.

8. Замечено, что при изменении отношения диаметра катушки и ее внутреннего отверстия картина значительно изменяется.

Добавлено в ред. 1.1.

После осмысления и дальнейших размышлений о причинах такого явления, как вариант объяснения,  возможно следующее:
Возможно это т.н. «пучность» (не приятное слово) напряжения. Были проведены опыты с тем же отрезком провода, но с изменением отношения диаметр отверстия — диаметр катушки. При отношениях 1/5, 1/4, 1/3 изменялись некоторые параметры формы. Но максимумы для каждого индикатора на всех трёх отношениях оказывались на одной и той же частоте. Предположу, что это «попадание» длинны провода к частоте волнового резонанса этого провода на какой-то более низкой гармонике. При этом одновременно эти параметры должны оказаться в обозримом диапазоне частот работы катушки. При изменении частоты работы эта зона «ползает» по проводу.  При этом должна сложиться такая ситуация, что эта зона должна охватить не менее половины витка намотки катушки для того, чтобы кольцевой индикатор смог задетектировать это образование.  Хотя, надо сказать, что диаметр отверстия на отношениях 1/4 и 1/3 больше диаметра индикатора с наименьшими размерами. Так что это только предположения.

9. Максимальной высоты достигает зона с максимальным диаметром.

Ред. 1.1.

lynx

5 комментариев

    • Принципиально не меняется картина в зависимости от намотки «на ребро» и обычной. От частоты меняется форма зоны. В планах посмотреть как эта форма ведёт себя в зависимости от отношения внешний диаметр к диаметру дырки.

  1. Благодарю, Уважаемый lynx за Ваш Труд, Опыт и Анализ. Данная «плоская» форма дает определённую Интересную иллюстрацию, с которой можно попытаться ещё «поработать».
    . Видимо, если бы можно было бы получить 3х мерный вариант — было бы совсем замечательно…

    • Это только небольшая попытка обозреть форму. Это только часть картинки. Есть ещё боковая поверхность. Формально и адекватно задетектить ее сложно. Пока не созрела постановка опыта и индикация.

Добавить комментарий