|
|
|
|
|
Попробовал показать принцип передачи энергии посредством индуктивной связи. 
Эквивалентная схема показывает, что при слабой связи между приёмной и передающей катушками, такой тракт передачи (трансформации) энергии является почти чистой реактивной нагрузкой (индуктивной) для источника энергии. КПД передачи энергии уменьшается с уменьшением связи между катушками, и, наоборот, возрастает с ростом коэффициента связи. В пределе при 100% коэффициенте связи и КПД стремится к 100% (как в реальных трансформаторах с магнитным потоком, заключённом в ферромагнитный сердечник). 
|
|
|
|
Попытаюсь ответить (попИтка - не пИтка, как говорил следующий по рангу товарисчь...).
Прекрасные картинки нарисовал Виктор Николаевич! Уберем на время рамку с Rн. Осталась идеальная катушка с ее магнитным полем (ближним, реактивным) и ток через нее в квадратуре с напряжением. Это вектор ULрас. Собственно, индекс "рас" не нужен, поскольку поле катушки одно, и не делится на "полезное" и "рассеянное", как в трансах. А вектор URэ исчез, генератор не отдает активной мощности. Вернем рамку с нагрузкой на место. Появилось Rэ, под которым надо понимать пересчитанное в цепь генератора и катушки Rн рамки. Теперь генератор рамку "увидел" и стал отдавать в нее активную мощность. Все в точности, как и показано на векторной диаграмме ВиНи. Реактивное сопротивление катушки тоже немного изменится, поскольку кроме активного, рамка внесет в нее и свое реактивное сопротивление. Посмотрим, что даст настройка рамки в резонанс емкостью, включенной последовательно с Rн. Индуктивное сопротивление рамки будет скомпенсировано емкостным, и ток в рамке возрастет в Q раз, где Q - отношение реактивного сопротивления рамки к Rн. Я уже говорил об этом в параллельной теме об антенне "Дегена". Возрастет и внесенное в цепь генератора сопротивление Rэ - генератор будет отдавать бОльшую мощность. Вносимая же реактивность при настроенной рамке - нулевая. Теперь настроим и цепь катушки, опять последовательным конденсатором. Сейчас и реактивное сопротивление катушки скомпенсировано, и генератор "видит" только внесенное активное сопротивление Rэ, на него и работает, в хорошем режиме (на активную нагрузку), и вся отдаваемая им мощность выделяется в Rн. На векторной диаграмме остаются только синфазные вектора Iвх и URэ, равный Uвх. Собственно, мы не открыли никаких "америк" - так работал резонансный трансформатор (катушка Теслы, со слабой связью, заметьте!), и так же работали выходные цепи передатчиков времен Второй Мировой. В них анодный контур не особенно сильно связан с антенным, и оба контура настраивались в резонанс. КПД был весьма неплохим! Да, собственно, все изложенное было в той или иной форме сказано и на этой ветке форума, м.б. не так внятно, я все прочитал, и особенно поддерживаю Тадаса, он все сказал по делу. А теперь, если мы хотим учесть еще и потери на излучение, придется добавить в цепь катушки еще и Rизл - см. мой предыдущий пост. Вот излученная мощность, действительно, потеряется безвозвратно, но это будет уже в дальней зоне, на расстоянии от катушки порядка лямбда/пи. |
|
|
|
Ну вот, я же давно говорил - VP надо звать 
Восхищаюсь Вашим умением, Владимир Тимофевич, излагать просто, но неупрощенно. А Zandy похоже интерес к теме потерял |
|
|
|
Tadas: А Zandy похоже интерес к теме потерял
Просто у него задача немного другая. Не может он воспользоваться резонаном в полной мере.
У него частота 100 - 150 кгц плавает у передатчика, т.е ни о какой добротности магнитной антенны говорить не приходится. Антенна должна быть и широкополосна и эффективна. Модуляция АМ, т.е. автоподстройка хоть и возможна, но .....
|
|
|
|
Спасибо за такие квалифицированные обьяснения. Вобщем-то я и ранее все осознал. Меня смущал момент, почему, даже при слабой связи катушка связи должна иметь вполне оптимальное количество витков, не больше и не меньше. Поначалу казалось, что, если связь слабая, то большее количество витков должно приводить к лучшей эффективности. Понял свои заблуждения. А интерес к теме я потерял по другой причине. Я уперся в мультипликативную помеху, порождаемую окружающими работающими приборами, избавиться от которой, к сожалению, не вижу способов, кроме устранения самого источника этой помехи. Оказывается, даже при чисто магнитной связи, эта помеха может быть достаточно сильна, чтобы перечеркнуть все остальные потуги улучшения эффективности связи. Мы с этой помехой старые знакомцы, еще по работе с супергетеродинами в радиодиапазоне с ЧМ. Там были хитрые механизмы ее пролезания, и я с этой помехой успешно боролся. Здесь же АМ в чистом виде и путей борьбы я никаких не вижу. Думал, что трансформаторная магнитная связь может спасти отца русской демократии - оказывается нет. Вот бы о чем побеседовать!!! Но это уже из другой оперы. |
|
|
|
Zandy: Здесь же АМ в чистом виде и путей борьбы я никаких не вижу. Принципиальные ограничения только по энергии помехи находящейся в одной полосе со спектром сигнала. Отсюда и метод: по тракту никаких нелинейных элементов до полной селекции, с максимальной прямоугольностью. Реализация с помощью нескольких связанных контуров (чем больше,- тем лучше прямоугольность). ФСС (где самый первый контур и есть магнитная антенна) спасет отца русской демократии.... |
|
|
|
Vlad_Petr: Отсюда и метод: по тракту никаких нелинейных элементов до полной селекции, с максимальной прямоугольностью.
Это вы говорите про метод борьбы с мультипликативной помехой, порождаемой самим приемником, т. н. перекрестной помехой. Я же о другой помехе.
Zandy: Я уперся в мультипликативную помеху, порождаемую окружающими работающими приборами Представьте, приемник представляет собой голую отсимметрированную заэкранированную, настроенную в резонанс (я знаю, что это слово вы очень любите  ) катушку - никаких нелинейных элементов. Разве что нелинейность самого феррита, но на это мы списывать эффект не будем (а может все-таки спишем? Не знаю). Эта катушка расположена, ну, к примеру, вблизи монитора. На передающей катушке - чистая несущая. На приемной - АМ. Монитор принял магнитную составляющую, преобразовал ее в электрическую, промодулировал, опять преобразовал в магнитную, которая и промодулировала магнитное поле в непосредственной близости у приемной катушки. Механизм помехи в случае со штыревыми антеннами на радиочастоте понятен и прост. Но я не думал, что на низкой частоте с чисто трансформаторной связью будут те же яйца.
|
|
|
|
VP: ...генератор "видит" только внесенное активное сопротивление Rэ, на него и работает, в хорошем режиме (на активную нагрузку), и вся отдаваемая им мощность выделяется в Rн. Наверно, правильнее будет говорить, что генератор отдаёт не всю мощность, а только потребляемую нагрузкой (с учётом КПД).
Ведь, если при слабой связи не все линии магнитного поля передающей катушки пересекают приёмную катушку, то и не вся мощность передаётся. То есть, силовые линии передающей катушки, попавшие в приёмную катушку, формируют активную передаваемую мощность. Остальные силовые линии формируют только реактивную составляющую мощности передатчика и потребления, которая, в принципе, не отбирает энергию от источника питания (разве что - для компенсации потерь).
По этому, подключив нагрузку, увидим, что потребляемая передатчиком мощность увеличилась на величину, численно равную мощности в нагрузке. Или это и имелось в виду? |
|
|
|
DWD: Ведь, если при слабой связи не все линии магнитного поля передающей катушки пересекают приёмную катушку, то и не вся мощность передаётся.
Я тоже поначалу так думал, но это и было моим заблуждением.
Вот именно, что вся! Если конечно нет потерь.
|
|
|
|
Zandy: Я же о другой помехе. В целях спасения гиганта...остается выделить несущую в чистом виде отдельным узкополосным фильтром и использовать синхронное детектирование.
Современные варианты обработки сигналов специальным софтом на PC весьма обширны, можно сдвинуть принятый спектр на низкую ПЧ и обрабатывать, подав на вход звуковой карты. |
|
|
|
|