Мелкие вопросы по теории

[fedyaok]

Немного не допонял как будет выглядеть график

Тут пример для 10 В питания

[Олегыч1]

fedyaok, я совсем запутался. На этом графике ведь нет постоянного напряжения. Здесь просто пик десятивольтовый, как будто включили питание 10 вольт, когда оно дошло до своего значения, тут же его выключили. Это не то немного. С одной из сторон графика должно присутсвовать рано или поздно линейное ненулевое напряжение . Или я чего-то не понимаю

[fedyaok]

Всё то...
Просто рост - это ваш график 1, только нерастянутый, но , как у вас. А спад, это когда вы замыкаете тумблер на землю
Ну задержать по-дольше постояннку - будет и на картинке постоянный уровень

[Олегыч1]

Получается вот такие графики будут?:



t1 - момент замыкания/размыкания ключа. Повторюсь, напряжения на нагрузке.

[Slabovik]

Да, верно.
На нижнем слева отступ спада от момента t1 будет только за счёт паразитных свойств ключа и катушки. При идеальных компонентах спад будет мгновенный в момент t1

[Олегыч1]

Slabovik, спасибо! Следовательно, чтобы из дросселя получился полноценный "маховик" необходимо не просто размыкать цепь, а размыкая одновременно "параллелить" дроссель с нагрузкой. С этим вроде бы разобрался.
Осталось разобраться, что там за процессы происходят на самом дросселе.
Правильно ли я понимаю: в отличии от нагрузки ( в которой ток практически мгновенно нарастает/спадает в момент замыкания/размыкания ключа), в дросселе ток совсем не мгновенно себя ведет? И из-за этого получаются наши пики скачков напряжения на дросселе, верно?

[Slabovik]

размыкая одновременно "параллелить" дроссель с нагрузкой.

Да, именно. Поскольку ток в индуктивности не может остановиться (точнее, изменяться) мгновенно, то ему необходимо обеспечить условия для непрерывного протекания.
Вот классический степ-даун преодразователь работает именно на этом принципе

Ключевой транзистор коммутирует цепочку, а диод обеспечивает протекание тока индуктивности, когда транзистор закрыт (т.е. также работает ключом в противофазе транзистору - это почти ваша вторая схема с переключателем).

в дросселе ток совсем не мгновенно себя ведет? И из-за этого получаются наши пики скачков напряжения на дросселе, верно?

Именно так и есть. На любое изменение тока через себя индуктивность реагирует собственной ЭДС (ЭДС самоиндукции)

p.s. А вот здесь можно поупражняться в понимании, как работает эта схема
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/abw_smps_e.html
Придётся задать конкретные параметры, и симуляция покажет, как и где идут токи в течение времени.

[Олегыч1]

Поскольку ток в индуктивности не может остановиться (точнее, изменяться) мгновенно, то ему необходимо обеспечить условия для непрерывного протекания.

В противном случае напряжение на дросселе может подскачить до такой степени, что произойдет пробой между его витками?

Еще один момент уточню: Когда ключ замкнут, ток в цепи и напряжение на дросселе как на схеме 1. А в момент, когда размыкается ключ, в цепи тока нет, но он есть только на дросселе и мгновенно направлен в противоположную сторону, как и напряжение на нем же (схема 2). Верно?

[Slabovik]

Да, верно. Кроме тока - он остаётся быть направленным туда же, куда и ранее тёк. А вот напряжение на катушке меняет знак. (Собственно, нарисовано всё совершенно верно).

Но на практике обычно первым не выдерживает S (в силу различных причин, в частности, что контакты разводятся не мгновенно, а довольно медленно). Поэтому при размыкации такой, как на картинке, цепи, мы как правило наблюдаем искру между контактами. Энергия, перед этим запасённая в индуктивности в виде тока, превращается в основном в энергию искры (тепловую). В основном - это потому что сопротивление проводящего канала искры много больше сопротивления соединённой с ней последовательно нагрузки, и напряжение (от ЭДС самоиндукции) к нему приложено также много больше (собственно, поэтому и искра).

p.s. Если параллельно индуктивности подсоединить диод, анодом направо, катодом налево (соответственно протекающему току на правой картинке), то никакого пробоя не будет - ток спокойно потечёт по этому "малому кругу", замкнувшись через диод.

[Orion]

Вопрос: надо установить в грузовой автомобиль устройство и для подпитки, во время не-работы генератора, подсоединить к нему батарею от ИБП. По сути все что мне надо это стабилизатор 24-12 для батареи, чтобы ее в бортсеть авто подключить?

[Alek Lem]

Правильно ли я понимаю: в отличии от нагрузки ( в которой ток практически мгновенно нарастает/спадает в момент замыкания/размыкания ключа), в дросселе ток совсем не мгновенно себя ведет? И из-за этого получаются наши пики скачков напряжения на дросселе, верно?

Выделенное курсивом неверно. Так как нагрузка в вашей схеме соединена с дросселем последовательно, ток в ней равен току дросселя. Значит, ток в нагрузке тоже не может мгновенно измениться. Странно, что вы этого до сих пор не поняли, вы ведь уже рисовали графики переходных процессов в нагрузке.

[divisоr]

Orion, может лучше 2 батареи по 12 Вольт взять, чтобы без преобразователей обойтись? Есть повышающий преобразователь, но там же нужно диоды на выход с него ставить, так как они же не расчитаны на обратное напряжение, плюс, какой ток нужен еще?

[musor]

не понял смысла идеи подпитка от внешеготакб
еси цель подзарят штатной то смысла в дополнителной батареи не вижу авот еслиесть сеть другое дело прежде всео давайте определимсясколка надо волт вешать в грамах
есть берем UPS c сответствующей батарей тоесть если у авто 12в то с 1 батарей если с 24в то с 2мя вместо нутрених акб цепляем автошные...имем 2 в 1=выход230в 50гц когда надо(включен ) и возможность пожзаряда и обслуги юбатаорей когда подключено к сети
штатный заррядник слабый не более 1,5а но ведь мы никуда не торопимся за пару -пяток суток даже тракторная батарейка зарядится...-причем сеть можно держать включеной всегда (на стояке ) акб всегда будет заряжена до 90-95%

[Олегыч1]

Slabovik. благодарю вас за подробное объяснение Приятно общаться со знающими людьми, которые так подробно вникают в суть вопроса .
Alek Lem,

Выделенное курсивом неверно. Так как нагрузка в вашей схеме соединена с дросселем последовательно, ток в ней равен току дросселя. Значит, ток в нагрузке тоже не может мгновенно измениться.

- Тут хотелось бы уточнить. На прошлых графиках речь шла о напряжении на нагрузке, а не о токе. Ток в замкнутой цепи, как я понимаю, везде одинаков. И запасенная энергия в дросселе не передастся в нагрузку при размыкании цепи, пока дроссель не "запараллелишь" с нагрузкой. Соответственно ток с напряжением на нагрузке при размыкании цепи мгновенно станет равным нулю (мгновенно, если пренебречь тонкостями: паразитной емкостью...), как если бы в цепи вообще не было дросселя, верно?

[Slabovik]

Верно, но с долей допущений, потому что, поскольку ток прерваться не может, а цепь разорвана, возникает неопределённость, для недопущения которой ток всё-таки должен идти. А вот как он пойдёт - на схеме не определено. Мы знаем только одно - он продолжит какое-то время идти через индуктивность благодаря её ЭДС. А вот остальной путь неясен, т.к. ток может пойти и так, и так, в зависимости от уже упоминаемых паразитных параметров. Поэтому, пока паразитные параметры не определены, мы опускаем данный вопрос из рассмотрения.

[Олегыч1]

Верно, но с долей допущений, потому что, поскольку ток прерваться не может, а цепь разорвана

Ток прерваться не может именно в дросселе, но не в цепи, так?. Дроссель как бы временно сам превращается в потенциальный источник питания, но поскольку цепь разомкнута - то нагрузке ничего по идее не достанется (если конечно дроссель идеальный). Все, что достанется нагрузке после размыкания цепи - это все будет касаться паразитных свойств дросселя. верно ведь? Или все-таки по аналогии с водой в трубах: если кран в середине шланга резко перекрыть, вода во второй половине (в свободной) будет еще стремиться течь по инерции, и шланг может оторваться в следствии гидроудара...
И ток так же получается? Немножко, да по инерции подтекает в нагрузку?

[Slabovik]

Так, в третий раз, уже толсто намекаю: паразитные параметры не определены. Как только мы определимся с ними, так тогда и сможем определить, как будет течь ток. Не ранее. Потому что чисто математически разрыв идеальной цепи с катушкой рождает сингулярность. Сингулярность - это отсутствие решения. Вообще...

[Олегыч1]

Как я понял, самые главные паразитные параметры индуктивности это : искровой промежуток в выключателе при размыкании и собственная ёмкость катушки. (или еще какие-то влиятельные есть? Ну утечкой тока я пренебрегаю, допустим все качественно заизолировано)
Ну собственная емкость дросселя, думаю, повлияет только на плавность напряжения и тока на нагрузке при включении цепи. Ток более резко пойдет в нагрузку (в какие-то доли секунды, потом согласно графику продолжится плавный подъем до запланированного линейного значения). При размыкании по идее паразитная емкость не повлияет (если только не запараллелить дроссель с нагрузкой)... Поправьте пожалуйста, если я не так представляю процесс.

А вот с искровым промежутком (который возникает при размыкании цепи в выключателе) не соображу. Повлияет ли он как-то на ток в нагрузке при размыкании цепи? Если да, то как? По сути эта "искра" просто разряжает энергию, запасенную в дросселе (из-за относительно медленного размыкания).

==================
а, кажется понял, пока искра идет, то и ток в нагрузке тоже идет, верно?

[Alek Lem]

Тут хотелось бы уточнить. На прошлых графиках речь шла о напряжении на нагрузке, а не о токе.

А ничего, что напряжение на резистивной нагрузке равно току с точностью до константы R, называемой сопротивлением. Так что все ваши соображения относительно напряжения на нагрузке автоматически переносятся на ток в цепи.

Соответственно ток с напряжением на нагрузке при размыкании цепи мгновенно станет равным нулю (мгновенно, если пренебречь тонкостями: паразитной емкостью...), как если бы в цепи вообще не было дросселя, верно?

Неверно. Задача с размыканием ключа в цепи с индуктивностью физически недоопределена. Ток в дросселе не может прекратиться мгновенно. Точно так же, как не может мгновенно остановиться вращающийся маховик. Для мгновенной остановки маховика нужна бесконечная сила, а для мгновенной остановки тока в катушке нужна бесконечная мощность. Поэтому ток всё равно потечет.

[Олегыч1]

Alek Lem. спасибо вам, что помогаете разобраться. Но увы пока я не понимаю до конца этого коварного процесса
Энергия, запасенная в "маховике" уходит через тепло в виде искры на выключателе (при размыкании). Я понимаю так: Пока искра искрит, она представляет собой как бы перемычку и цепь как бы какое-то время еще замкнута, но сопротивление в воздухе большое и ток в искре получается мизерным. Но он есть! и поэтому есть ток и во всей цепи (соответственно и на нагрузке тоже). Но только в момент дуги, я правильно понимаю?
Или же, как я приводил пример шланга с водой, когда остатки воды еще по инерции вытекают, если кран перекрыть. То есть даже после того как дуга прошла, ток как бы еще "ползет" (вернее доползает) по проводам и в нагрузке?
Где я ошибаюсь? Помогите пожалуйста представить этот процесс Не укладывается никак в голове

Задача с размыканием ключа в цепи с индуктивностью физически недоопределена

Что нужно, чтобы ее доопределить?

==========

А ничего, что напряжение на резистивной нагрузке равно току с точностью до константы R, называемой сопротивлением. Так что все ваши соображения относительно напряжения на нагрузке автоматически переносятся на ток в цепи.

Да, действительно. Вы правы, графики тока на нагрузке будут пропорцианально такие же как и графики напряжений на нагрузке, просто я об этом пока не задумывался. Теперь задумался