Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak rozgrzać przewód przepuszczanym przez niego prądem?

nikodemsz 13 Lip 2016 01:58 1827 53
  • #1 13 Lip 2016 01:58
    nikodemsz
    Poziom 4  

    Witam, od pewnego czasu nurtuje mnie takie coś, mianowicie JAK ROZGRZAĆ PRZEWÓD?
    Ze wzoru U=IR wynika, że jeśli dam mały opór to przez kabelek popłynie wysoka ilość amperów co powinno skutkować rozgrzaniem kabelka? ale z drugiej strony wiem tez ze raczej rozgrzewa się gdy posiada on wysoki opór? ale jak skoro wzór pokazuje nam, że gdy dam duży opór to natężenie płynące przez niego będzie znikome?
    Wytłumaczy mi to ktos? bo czuje ze czegoś nie rozumiem

    Moderowany przez Madrik:


    Może nie wychodzi dlatego, że z prawa Ohma nie liczy się ciepła wydzielanego na przewodniku, tylko wg prawa Joula-Lenza o ilości ładunku cieplnego wydzielanego przez przewodnik z prądem.

    Dla przyszłych czytających ten temat w otchłaniach kosza forum.
    Dalej nie czytać, bo to bełkot.
    Zainteresowanych odsyłamy do podręczników elektrotechniki i rozdziału: "Prawo Joula - Lenza".

    0 29
  • #2 13 Lip 2016 02:37
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  

    Masz rację. Gdy rezystancja jest mała to nie odkłada się spadek napięcia i mimo, że płynie "dużo amperów" to nie ma strat i kabel się nie grzeje. Natomiast gdy opór jest duży, no to nie płynie prąd i nie ma co wywołać tego nagrzewania.
    Tak więc aby ilość wydzielonego ciepła była największa, oporność nie może być ani za mała ani za duża. Powinna być równa rezystancji wewnętrznej źródła napięcia.

    Moderowany przez Madrik:

    3.1.11. Nie wysyłaj wiadomości, które nic nie wnoszą do dyskusji. Wprowadzają w błąd, są niebezpieczne czy nie rozwiązują problemu użytkownika.

    0
  • #3 13 Lip 2016 03:05
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 42  

    Wojtek(KeFir) napisał:
    no to nie płynie prąd
    Przy jakim oporze ON przestaje plynac ??
    Wojtek(KeFir) napisał:
    rezystancji wewnętrznej źródła napięcia.
    Czy aby na pewno ?

    0
  • #4 13 Lip 2016 07:12
    Artur k.
    Admin grupy audio

    Koledzy fizyki w szkole się nie uczyli? Takie pojęcie jak moc jest Wam znane?

    P = I? ? R :!: :!:

    Wojtek(KeFir) napisał:
    Powinna być równa rezystancji wewnętrznej źródła napięcia.

    To oznacza, że jeśli grzałka czajnika bezprzewodowego 230V o mocy 2kW ma rezystancję 12?, to generator w elektrowni również ma 12? oporności wewnętrznej?
    A jak podłączę do gniazdka grzałkę o mocy 4kW to nie ja będę gotował wodę, tylko Panowie w elektrowni jak postawią garnek na generatorze? :lol:

    Kurcze, a ja całe życie myślałem, że oporność wewnętrzna idealnego źródła napięcia jest nieskończenie mała. W praktyce ideałów co prawda nie ma, ale dąży się do tego by jak najbardziej do ideału się zbliżyć.

    Krzysztof Kamienski napisał:
    Przy jakim oporze ON przestaje plynac ??

    Przy nieskończenie wielkim. :D

    Pan Ohm, razem z Panem Watem i Voltem to się pewnie w grobach przewracają...

    0
  • #5 13 Lip 2016 09:21
    cirrostrato
    Poziom 36  

    Lata temu dostałem zadanie wykonania dużej ilości cewek z pojedynczego przewodu 0,5mm izolowanego PCV, cewki nie cylindryczne lecz płaskie(!) ok 30zwojów, nawijałem miedzy dwoma deseczkami oddalonymi o ok. 1mm a po nawinięciu podłączałem na kilka sekund kilka woltów z zasilacza ( szczegółów ile woltów /chyba ok. 10V/ i ile sekund nie pamiętam), czas włączenia napięcia musiał być precyzyjnie dobrany (sterownik wykonałem na UCY74121) bo albo nie ,,dogrzewało'' cewki albo ,,przepalało'' izolację PCV (płynęła), chwila zabawy i zwoje, dzięki roztopieniu izolacji, sklejały się i trzymały doskonale bez żadnego dodatkowego kleju.

    0
  • #6 13 Lip 2016 09:30
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 42  
  • #7 13 Lip 2016 10:08
    sanfran
    Poziom 36  

    Najlepiej sprawdzić wszystko doświadczalnie. Zalecam rozgrzewanie przewodu wolframowego zamkniętego w żarówce - najbezpieczniejsza opcja. Weź kilka żarówek (3.5V, 6V, 12V (tych możesz kilka o rożnych mocach w samochodach masz używane od 1.2W do 60W) trochę ogniw, moze jakiś zasilacz, woltomierz, amperomierz, przewody i do zabawy/doświadczeń przystąp.

    Jeszcze pamiętaj o zmianie oporności pod wpływem temperatury i już możesz się przekonać jak wartości woltów i amperów sie zmieniają w zależności od obciążenia, wydajności źrodła prądu (oporności wewnętrznej) i oporu odbiornika.

    0
  • #8 13 Lip 2016 10:19
    Wojtek(KeFir)
    Poziom 41  

    Artur k. napisał:
    To oznacza, że jeśli grzałka czajnika bezprzewodowego 230V o mocy 2kW ma rezystancję 12Ω, to generator w elektrowni również ma 12Ω oporności wewnętrznej?


    To wcale to nie oznacza - nadinterpretacja. Rozmawiamy o mocy CIEPLNEJ a nie elektrycznej. Z spadkiem rezystancji przewodu, odbiornika czy czegokolwiek w obwodzie moc rośnie liniowo z godnie z podanym wzorem, wiadomo. Natomiast moc strat wydzielana w postaci ciepła zacznie spadać (w końcu)

    Autorowi tematu, w jego pytaniu jasno chodziło o dwa przeciwstawne zjawiska i to jaki mają na siebie wpływ. A jakbym mi ktoś odpisał o ognisku, to bym się chyba obraził.

    0
  • #9 13 Lip 2016 13:37
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    Wojtek(KeFir) napisał:
    Rozmawiamy o mocy CIEPLNEJ a nie elektrycznej.
    To jest jakaś różnica? Podaj jaka.
    Wojtek(KeFir) napisał:
    Z spadkiem rezystancji przewodu, odbiornika czy czegokolwiek w obwodzie moc rośnie liniowo z godnie z podanym wzorem, wiadomo. Natomiast moc strat wydzielana w postaci ciepła zacznie spadać (w końcu)
    Na poważnie - nie rozumiem o co Ci chodzi. Wytłumacz tak, żebym nie tylko ja zrozumiał, ale i Autor.
    Wojtek(KeFir) napisał:
    Autorowi tematu, w jego pytaniu jasno chodziło o dwa przeciwstawne zjawiska i to jaki mają na siebie wpływ.
    A ja podejrzewam (bo pewności nie mam, ale tak sobie myślę), że Autor po prostu nie wziął pod uwagę wartości rezystancji źródła. Więc nic dziwnego, ze kabelek o większej oporności rozgrzeje się bardziej.

    0
  • #10 13 Lip 2016 14:38
    jesion40
    Poziom 27  

    Artur k. napisał:
    To oznacza, że jeśli grzałka czajnika bezprzewodowego 230V o mocy 2kW ma rezystancję 12Ω, to generator w elektrowni również ma 12Ω oporności wewnętrznej?
    Nie, to oznacza jedynie, że taka grzałka będzie optymalna, gdy postawisz sobie za zadanie pobranie maksymalnej mocy ze źródła o rezystancji wewnętrznej 12Ω. Dysponując źródłem o takim samym napięciu, ale mniejszej rezystancji wewnętrznej możesz wydzielić w tej grzałce większą moc, ale wówczas, gdy sięgniesz po grzałkę o mniejszej rezystancji (nie za małej jednak!) to da się wydzielić jeszcze większą moc.
    Artur k. napisał:
    A jak podłączę do gniazdka grzałkę o mocy 4kW to nie ja będę gotował wodę, tylko Panowie w elektrowni jak postawią garnek na generatorze? :lol:

    Skąd ten pomysł? Nawet kpina, jeżeli ma czemuś służyć powinna mieć oparcie w błędzie krytykowanej wypowiedzi. Tu tego związku nie widzę. Raczej problem z czytaniem ze zrozumieniem.
    Artur k. napisał:
    Kurcze, a ja całe życie myślałem, że oporność wewnętrzna idealnego źródła napięcia jest nieskończenie mała.

    Dobrze myślałeś. Dlatego z idealnego źródła można czerpać nieskończenie wielką moc. Niestety, tylko teoretycznie oczywiście :cry:
    Artur k. napisał:
    W praktyce ideałów co prawda nie ma, ale dąży się do tego by jak najbardziej do ideału się zbliżyć.
    ADlatego też analizuje się teoretycznie w jakich warunkach z rzeczywistego źródła można czerpać maksymalną moc.

    To, że w realiach życia codziennego najczęściej mamy do czynienia ze źródłami o bardzo małej rezystancji wewnętrznej nie oznacza, że te pytania są nieistotne. Przykładem może być użycie akumulatora do rozruchu silnika albo - z zupełnej innej beczki - zagadnienie przesyłania energii z anteny do odbiornika TV.

    Pytanie Autora tematu wcale nie było trywialne...

    Dodano po 8 [minuty]:

    Wojtek(KeFir) napisał:
    To wcale to nie oznacza - nadinterpretacja. Rozmawiamy o mocy CIEPLNEJ a nie elektrycznej. Z spadkiem rezystancji przewodu, odbiornika czy czegokolwiek w obwodzie moc rośnie liniowo z godnie z podanym wzorem, wiadomo. Natomiast moc strat wydzielana w postaci ciepła zacznie spadać (w końcu)
    Miałeś całkowitą racje w poście #2 a tu niepotrzebnie się wycofujesz.

    Praktycznie cała moc wydzielana w obciążeniu wydziela się w postaci ciepła (efekty elektromagnetyczne możemy sobie darować), więc owszem tak elektryczna jak i cieplna moc rośnie tylko do granicy, którą podałeś poprzednio = rezystancji wewnętrznej źródła napięcia!

    Potem owszem, rośnie całkowita moc wydzielana w obwodzie, aż do zwarcia, ale moc wydzielana w obciążeniu maleje i przy zwarciu osiąga 0.

    Namacalny przykład dla niedowiarków - akumulator zwarty dostatecznie grubym przewodem o znikomej rezystancji rozgrzeje się, ale przewód pozostanie zimny.

    Dodano po 3 [minuty]:

    398216 Usunięty napisał:
    A ja podejrzewam (bo pewności nie mam, ale tak sobie myślę), że Autor po prostu nie wziął pod uwagę wartości rezystancji źródła. Więc nic dziwnego, ze kabelek o większej oporności rozgrzeje się bardziej.
    No to wreszcie jak? Kwestionujesz, jak kilku dyskutantów że maksymalna moc w obciążeniu wydzieli się przy rezystancji obciążenia równej rezystancji źródła napięcia czy podpisujesz się pod tym twierdzeniem, za które Kolega Wojtek(KeFir) naczytał się drwin na swój temat?

    0
  • #11 13 Lip 2016 14:40
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    jesion40 napisał:
    to oznacza jedynie, że taka grzałka będzie optymalna, gdy postawisz sobie za zadanie pobranie maksymalnej mocy ze źródła o rezystancji wewnętrznej 12Ω.
    jesion40 napisał:
    Dysponując źródłem o takim samym napięciu, ale mniejszej rezystancji wewnętrznej możesz wydzielić w tej grzałce większą moc, ale wówczas, gdy sięgniesz po grzałkę o mniejszej rezystancji (nie za małej jednak!) to da się wydzielić jeszcze większą moc.
    Sam sobie zaprzeczasz, czy mi się wydaje? A może ten cały post to tylko bicie piany i udowadnianie, że: "To jest moje zdanie i ja je całkowicie popieram"?

    0
  • #12 13 Lip 2016 14:44
    jesion40
    Poziom 27  

    398216 Usunięty napisał:
    Sam sobie zaprzeczasz, czy mi się wydaje?
    Zdaje ci się. Jeżeli widzisz sprzeczność wskaż gdzie. Zapewne formułując zarzut sam zrozumiesz, że jest bezpodstawny. Jeżeli nie chętnie pomogę.

    Dodano po 1 [minuty]:

    398216 Usunięty napisał:
    A może ten cały post to tylko bicie piany i udowadnianie, że: "To jest moje zdanie i ja je całkowicie popieram"?
    Cytujesz fragmenty z mojego pierwszego postu w tym temacie tym samym jest to niemożliwe.

    0
  • #13 13 Lip 2016 15:01
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    jesion40 napisał:
    Kwestionujesz, jak kilku dyskutantów że maksymalna moc w obciążeniu wydzieli się przy rezystancji obciążenia równej rezystancji źródła napięcia
    Obiema rękami.
    jesion40 napisał:
    Jeżeli widzisz sprzeczność wskaż gdzie.
    W Twoim stylu pisania postów. Może Ty rozumiesz co piszesz, ale inni nie muszą. Ostatnie zdanie:
    jesion40 napisał:
    Cytujesz fragmenty z mojego pierwszego postu w tym temacie tym samym jest to niemożliwe.
    ??? Co chciałeś napisać? Przekazać? Coś konkretnego? Bo akurat to (jaki i większość innych) zdanie w Twoim wykonaniu znaczy NIC.
    Może więc popraw swój styl, zamiast pisania coraz to bardziej niezrozumiałych zdań.

    0
  • #14 13 Lip 2016 15:19
    jesion40
    Poziom 27  

    398216 Usunięty napisał:
    jesion40 napisał:
    Kwestionujesz, jak kilku dyskutantów że maksymalna moc w obciążeniu wydzieli się przy rezystancji obciążenia równej rezystancji źródła napięcia
    Obiema rękami.
    To smutne, ale zawsze jest nadzieja.
    398216 Usunięty napisał:
    W Twoim stylu pisania postów. Może Ty rozumiesz co piszesz, ale inni nie muszą
    Cóż, ostatecznie nie piszę bajek dla dzieci a posty na poważnym forum dla fachowców. Może poszukaj wyjaśnień w literaturze?
    398216 Usunięty napisał:
    jesion40 napisał:
    Cytujesz fragmenty z mojego pierwszego postu w tym temacie tym samym jest to niemożliwe.
    ??? Co chciałeś napisać? Przekazać? Coś konkretnego? Bo akurat to (jaki i większość innych) zdanie w Twoim wykonaniu znaczy NIC.
    Nie byłem w stanie wznieść się ponad zarzut, który mi postawiłeś. Stąd ten poziom wypowiedzi.

    Proponuję naprawdę poszukać odpowiedzi w literaturze. Albo zwrócić się do wujka google. Pierwszy z brzegu wynik:"Dopasowanie energetyczne"

    Dla osób, które opanowały matematykę na poziomie szkoły średniej nie będzie też wielkim wyzwaniem wyznaczenie maksymalnej mocy w oparciu o podstawowe wzory:
    I = U/(R+r), gdzie I prąd w obwodzie, U napięcie źródła, R rezystancja obciążenia, r rezystancja źródła.
    P= I² x R gdzie P moc wydzielana w obciążeniu, reszta j.w.
    P = U² x R/(R+r)² pozostaje wyznaczyć maksimum względem R.

    Chyba, że te wzory też ktoś kwestionuje?

    0
  • #15 15 Lip 2016 23:56
    Artur k.
    Admin grupy audio

    jesion40 napisał:
    Nie, to oznacza jedynie, że taka grzałka będzie optymalna, gdy postawisz sobie za zadanie pobranie maksymalnej mocy ze źródła o rezystancji wewnętrznej 12Ω.

    Taka grzałka nie będzie optymalna. Przy takiej grzałce po prostu pobierzemy maksimum energii ze źródła.
    Ale czy zawsze chodzi o pobranie maksimum energii? Zwykle właśnie chodzi o coś zupełnie innego - o uzyskanie maksymalnej sprawności energetycznej.

    jesion40 napisał:
    To, że w realiach życia codziennego najczęściej mamy do czynienia ze źródłami o bardzo małej rezystancji wewnętrznej nie oznacza, że te pytania są nieistotne. Przykładem może być użycie akumulatora do rozruchu silnika albo - z zupełnej innej beczki - zagadnienie przesyłania energii z anteny do odbiornika TV.

    Rzecz w tym, że w realiach życia codziennego praktycznie wcale nie mamy do czynienia z taką sytuacją. O ile przykład odbiornika TV i anteny jest jak najbardziej słuszny i nie ma tu innego rozwiązania, o tyle przykład z akumulatorem i rozrusznikiem jest zupełnie nietrafiony.
    Jak wspomniałem - dąży się do uzyskania maksymalnej sprawności energetycznej, a taką da się uzyskać tylko wtedy, gdy rezystancja wewnętrzna źródła jest pomijanie mała w stosunku do rezystancji obciążenia.
    Moce rozruszników 12V są na poziomie 1.5-2kW co oznacza prądy rzędu 160A, a to znów oznacza rezystancję obciążenia na poziomie 70mΩ. Typowe akumulatory samochodowe mają rezystancje wewnętrzne przynajmniej o rząd wielkości mniejsze. Problem w tym, że przy tak dużych prądach obciążenia, akumulator bardzo szybko się rozładowuje i wzrasta również jego rezystancja wewnętrzna. Istotnie dochodzimy w pewnym momencie do sytuacji w której rezystancja wewnętrzna akumulatora jest równa (a nawet większa) niż rezystancja rozrusznika, tyle że wtedy ten akumulator już praktycznie nie ma siły kręcić. Powód jest prosty - przy równych rezystancjach napięcie rozkłada się po równo na obciążenie i źródło - z 12V robi się nam zatem tylko 6V i zgodnie z Prawem Ohma ze 160A robi się 80A, moc również spadnie dwukrotnie, a więc rozrusznik nie będzie miał siły kręcić silnikiem z odpowiednią prędkością.
    Zrównanie rezystancji wewnętrznej akumulatora i rozrusznika to szkodliwy efekt niedoskonałości akumulatora, a nie celowe działanie projektanta.

    jesion40 napisał:
    Wojtek(KeFir) napisał:

    To wcale to nie oznacza - nadinterpretacja. Rozmawiamy o mocy CIEPLNEJ a nie elektrycznej. Z spadkiem rezystancji przewodu, odbiornika czy czegokolwiek w obwodzie moc rośnie liniowo z godnie z podanym wzorem, wiadomo. Natomiast moc strat wydzielana w postaci ciepła zacznie spadać (w końcu)

    Miałeś całkowitą racje w poście #2 a tu niepotrzebnie się wycofujesz.


    Absolutnie nie. W poście #2 prawdziwe jest co najwyżej ostatnie zdanie:
    Wojtek(KeFir) napisał:
    Tak więc aby ilość wydzielonego ciepła była największa, oporność nie może być ani za mała ani za duża. Powinna być równa rezystancji wewnętrznej źródła napięcia.

    Co najwyżej, dlatego że przy takim rozwiązaniu sprawność całego układu wynosi tylko 50%. Po co komu grzałka która grzeje z połową mocy, skoro mogłaby grzać z pełną mocą (a przynajmniej się do tej pełnej mocy zbliżyć)?

    Natomiast to co wcześniej zostało napisane w tym poście, to już jest zupełna nieprawda:
    Wojtek(KeFir) napisał:
    Gdy rezystancja jest mała to nie odkłada się spadek napięcia i mimo, że płynie "dużo amperów" to nie ma strat i kabel się nie grzeje. Natomiast gdy opór jest duży, no to nie płynie prąd i nie ma co wywołać tego nagrzewania.

    Zgodnie z prawem Ohma - R = U/I zaś zgodnie ze wzorem na moc - P = U*I, a więc nie istnieje sytuacja w której przez rezystancję płynie prąd nie powodując spadku napięcia i wydzielania mocy.
    Przykładem praktycznym urządzenia w którym mamy małą rezystancję i dużo amperów jest lutownica transformatorowa - miedziany grot ma przekrój zwykle max 1.5mm2 i długość ok. 5cm. Rezystancja drutu miedzianego to ok. 13Ω/km co daje nam 0.013Ω/m -> 0,00013Ω/cm. Zatem odcinek drutu o długości 5cm będzie miał rezystancję 0,00065Ω = 650µΩ (mikroomów)!
    Rezystancja prawie żadna, spadek napięcia również prawie żaden, a jednak grot nagrzewa się do temperatury powyżej 400°C!

    Zatem post Kolegi Wojtek(KeFir) od początku do końca zawiera nieprawdziwe informacje.

    0
  • #16 16 Lip 2016 00:43
    jesion40
    Poziom 27  

    Artur k. napisał:
    Taka grzałka nie będzie optymalna.
    Będzie - przy założeniu, które stanowi drugą część cytowanego zdania "gdy postawisz sobie za zadanie pobranie maksymalnej mocy ze źródła o rezystancji wewnętrznej 12Ω."
    Artur k. napisał:
    Ale czy zawsze chodzi o pobranie maksimum energii?
    Nie zawsze a zapewne nawet rzadko. Podobnie jak rzadko przeciętny użytkownik ma do czynienia ze źródłem zasilania o rezystancji 12Ω. I co z tego? Inne zadanie, inna odpowiedź. Nigdy jednak nie będą uzasadniowe wnioski, które wówczas Kolega wyciągnął:
    Artur k. napisał:
    To oznacza, że jeśli grzałka czajnika bezprzewodowego 230V o mocy 2kW ma rezystancję 12?, to generator w elektrowni również ma 12? oporności wewnętrznej?
    A jak podłączę do gniazdka grzałkę o mocy 4kW to nie ja będę gotował wodę, tylko Panowie w elektrowni jak postawią garnek na generatorze?

    Co do rozrusznika i jego współpracy z akumulatorem to wyzwaniem dla projektanta jest zapewnić rozruch w trudnych warunkach. Normalnie akumulator ma (stosunkowo) niewielką rezystancję wewnętrzną, silnik stawia (stosunkowo) niewielki opór i wówczas rozrusznik uruchamia go bez problemu w warunkach dalekich od poboru maksymalnej dysponowanej mocy. Zimą, gdy jak to Kolega opisał rezystancja akumulatora rośnie, opór stawiany przez silnik też trzeba skorzystać z całej dysponowanej mocy, żeby mimo wszystko uruchomić silnik. Wtedy napięcie spada do 6V bo zgodnie z zasadą dopasowania energetycznego choć sprawność jest relatywnie niska to moc rozrusznika maksymalna możliwa w danych warunkach. I na takie warunki jest projektowany układ akumulator - rozrusznik. I to mimo tego, że jak samochód ma szczęście :D to nigdy w takich warunkach nie jest eksploatowany.

    Dodano po 7 [minuty]:

    Artur k. napisał:
    Po co komu grzałka która grzeje z połową mocy, skoro mogłaby grzać z pełną mocą (a przynajmniej się do tej pełnej mocy zbliżyć)?
    Z połową jakiej mocy? Podpięta pod źródło o takim samym napięciu ale bardzo małej rezystancji wewnętrznej ta sama grzałka wydzieli nie dwu a blisko czterokrotnie większą moc. Co jednak z tego ma wynikać?

    Najpierw trzeba określić cel i środki, jakimi dysponujemy. Później można szukać optymalnego rozwiązania. To samo rozwiązanie w jednych warunkach będzie optymalne w innych fatalne.

    Może lepiej wrócić do początku, czyli do dylematu Autora tematu jak rozgrzać przewód przepuszczanym przez niego prądem?

    Dodano po 9 [minuty]:

    nikodemsz napisał:
    Ze wzoru U=IR wynika, że jeśli dam mały opór to przez kabelek popłynie wysoka ilość amperów co powinno skutkować rozgrzaniem kabelka? ale z drugiej strony wiem tez ze raczej rozgrzewa się gdy posiada on wysoki opór? ale jak skoro wzór pokazuje nam, że gdy dam duży opór to natężenie płynące przez niego będzie znikome?
    Szanowny kolego, coś musisz założyć. Masz do dyspozycji konkretny kabelek, który ma konkretną rezystancję. Przyjmijmy, że tego nie możesz zmienić. Wówczas o tyle sytuacja się upraszcza, że im większy prąd, tym większa moc a więc i ilość ciepła wydzielona w kabelku. Kłopot jedynie w tym, że jak już wyliczysz jaki to powinien być prąd a więc i jakiego potrzebujesz napięcia to może się okazać, że dysponujesz źródłem zasilania o zupełnie innych parametrach. Wówczas twoim zadaniem jest sprowadzić je do potrzebnych wartości. Przykładem jest właśnie lutownica transformatorowa, w której specjalny transformator dopasowuje rezystancję kawałka drutu do parametrów sieci zasilającej. W efekcie przez drut o małej rezystancji płynie bardzo duży prąd - przy relatywnie niskim napięciu, ale przez sieć zasilającą o dużym napięciu płynie prąd wielokrotnie mniejszy.

    I tak się to robi :D

    0
  • #17 16 Lip 2016 01:54
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Jeśli chcemy uzyskać maksymalną moc na obciążeniu, a źródło jest liniowe i dowolny opór obciążenia jest dla niego dopuszczalny, to opór obciążenia powinien być taki, jak opór źródła. Jeśli chcemy uzyskać maksymalną sprawność... to opór obciążenia powinien być jak największy i to oznacza bardzo małą moc. Często mamy do czynienia ze źródłem, dla którego dopuszczalny prąd jest ograniczony, albo ono samo ogranicza prąd (nawet są zasilacze o "zagiętej" charakterystyce, które przy obciążeniu małym oporem zmniejszają prąd) - dla takiego źródła trzeba ustalić, jaki prąd można z niego pobierać, jakie napięcie ono wtedy daje, i z tego policzyć opór obciążenia.

    Kolejna sprawa, to mając prąd i napięcie można wyliczyć moc cieplną, jaka będzie się wydzielać w przewodzie - a z tego, w połączeniu z informacją o jego objętości i cieple właściwym materiału, z którego jest zrobiony, można wyliczyć szybkość nagrzewania się (przy założeniu, że oddawanie ciepła do otoczenia jest dużo wolniejsze, niż wytwarzanie ciepła w przewodzie). Jeśli np. przepuścimy prąd 100A przez drut miedziany o przekroju 1mm² i długości 1m (to daje objętość 1cm³), to opór takiego drutu jest 0.0173Ω, wydzieli się w nim moc 173W; do ogrzania 1cm³ miedzi o 1°C potrzeba 3.446J, czyli temperatura drutu będzie rosnąć o 50°C/s.

    0
  • #18 16 Lip 2016 10:43
    Artur k.
    Admin grupy audio

    jesion40 napisał:
    Będzie - przy założeniu, które stanowi drugą część cytowanego zdania "gdy postawisz sobie za zadanie pobranie maksymalnej mocy ze źródła o rezystancji wewnętrznej 12Ω."

    Tak, tylko że takie założenie nigdy w praktyce nie występuje, w praktyce bowiem dąży się do uzyskania jak najwyższej sprawności całego układu co nie jest możliwe przy takim założeniu.

    jesion40 napisał:
    Nie zawsze a zapewne nawet rzadko. Podobnie jak rzadko przeciętny użytkownik ma do czynienia ze źródłem zasilania o rezystancji 12Ω. I co z tego?

    No właśnie - "nawet rzadko" po co w ogóle więc wspominać o takim przypadku, zwłaszcza gdy pytanie dotyczy grzania się przewodów? Jeszcze nie spotkałem się z przypadkiem by ktoś celowo chciał grzać przewody. :)

    jesion40 napisał:
    Co do rozrusznika i jego współpracy z akumulatorem to wyzwaniem dla projektanta jest zapewnić rozruch w trudnych warunkach. Normalnie akumulator ma (stosunkowo) niewielką rezystancję wewnętrzną, silnik stawia (stosunkowo) niewielki opór i wówczas rozrusznik uruchamia go bez problemu w warunkach dalekich od poboru maksymalnej dysponowanej mocy. Zimą, gdy jak to Kolega opisał rezystancja akumulatora rośnie, opór stawiany przez silnik też trzeba skorzystać z całej dysponowanej mocy, żeby mimo wszystko uruchomić silnik. Wtedy napięcie spada do 6V bo zgodnie z zasadą dopasowania energetycznego choć sprawność jest relatywnie niska to moc rozrusznika maksymalna możliwa w danych warunkach.

    Takie zachowanie jest niepożądane. Chodzi o to by skutecznie uruchomić pojazd i nie zniszczyć przy tym akumulatora. Producenci akumulatorów prześcigają się nawzajem w udoskonalaniu swoich wyrobów tak, by miały jak najwyższą żywotność i potrafiły uruchomić silnik nawet na Syberii.
    Czy aby na pewno przy napięciu 6V moc rozrusznika jest maksymalna? Obawiam się, że nie jest, ponadto obawiam się, że przy takim napięciu rozrusznik w ogóle nie uruchomi pojazdu.

    jesion40 napisał:
    Z połową jakiej mocy? Podpięta pod źródło o takim samym napięciu ale bardzo małej rezystancji wewnętrznej ta sama grzałka wydzieli nie dwu a blisko czterokrotnie większą moc. Co jednak z tego ma wynikać?

    Owszem, nie z połową mocy, a z 1/4 mocy. Tym gorzej dla idei dopasowania energetycznego.
    A co z tego wynika? Doskonały przykład to właśnie akumulator i rozrusznik, który zresztą przytoczyłem:
    Artur k. napisał:
    przy równych rezystancjach napięcie rozkłada się po równo na obciążenie i źródło - z 12V robi się nam zatem tylko 6V i zgodnie z Prawem Ohma ze 160A robi się 80A

    Jak już wyliczałem wcześniej - rezystancja rozrusznika to ok. 0.07Ω, zatem moc wyniesie tylko 448W.
    Wcześniej z rozpędu napisałem (zapewne przez późną porę i zmęczenie)
    Artur k. napisał:
    moc również spadnie dwukrotnie

    co oczywiście jest niepoprawne. Moc spadnie 4 krotnie! Taka sama moc wydzieli się w akumulatorze! Czy o to chodzi by tracić moc w akumulatorze zamiast przekazać ją do rozrusznika?
    Jak już wspomniałem - to jest zjawisko szkodliwe i prawie wszędzie dąży się do tego, by maksymalnie je wyeliminować.
    Dopasowanie energetyczne ma sens tylko przy w.cz. W żadnym innym przypadku się tak nie robi, a w przypadku grzania czegokolwiek zwłaszcza (a w temacie chodzi właśnie o grzanie), bo chodzi o to by grzało to co ma grzać, a nie również to co zasila element grzejny.

    _jta_ napisał:
    Jeśli chcemy uzyskać maksymalną moc na obciążeniu, a źródło jest liniowe i dowolny opór obciążenia jest dla niego dopuszczalny, to opór obciążenia powinien być taki, jak opór źródła. Jeśli chcemy uzyskać maksymalną sprawność... to opór obciążenia powinien być jak największy i to oznacza bardzo małą moc.

    Bardzo małą moc pobraną ze źródła (w stosunku do mocy jaką ono dysponuje), bo nie bardzo małą moc na obciążeniu. Nie istnieje w praktyce źródło, które nie ma rezystancji wewnętrznej, a im bardziej rezystancja obciążenia zbliża się do rezystancji wewnętrznej źródła, tym mniejsza moc wydziela się na obciążeniu i tym większa wydziela się w źródle.

    0
  • #19 16 Lip 2016 11:57
    jesion40
    Poziom 27  

    Artur k. napisał:
    Tym gorzej dla idei dopasowania energetycznego.
    To już brzmi jak słynne "skoro taka jest prawda tym gorzej dla prawdy!" :D

    To obiektywne prawo natury, fizyki i czy się komuś podoba, czy nie tak po prostu jest i koniec! Świadomość ograniczeń jakie obiektywnie nas dotyczą pozwala rozwiązywać praktyczne problemy w optymalny sposób.

    Nie umiem się oprzeć wrażeniu, że Autor tematu porzucił go już wiele wypowiedzi temu. Zainteresowanych wątkiem raczej nie ma zbyt wielu a dyskusja stała się akademicka. Proponuję na tym ją zakończyć.

    0
  • #20 16 Lip 2016 12:07
    398216 Usunięty
    Poziom 43  

    jesion40 napisał:
    a dyskusja stała się akademicka
    Dzięki Tobie Kolego.
    jesion40 napisał:
    To obiektywne prawo natury, fizyki i czy się komuś podoba, czy nie tak po prostu jest i koniec! Świadomość ograniczeń jakie obiektywnie nas dotyczą pozwala rozwiązywać praktyczne problemy w optymalny sposób.
    Czy nie jest powyższe zdanie idealnym przykładem na lanie wody? Pisanie w taki sposób, by nic z treści nie wynikało jest chyba domeną Kolegi - co już zauważyłem w poście 13. Prosiłem też w tym poście o poprawienie stylu pisania, by były one zrozumiałe (czytaj: niosły jakąś treść).
    Odnoszę wrażenie, że Kolega uwielbia tworzyć problemy (swoimi postami) tam, gdzie ich nie ma.
    Po co?

    0
  • #21 16 Lip 2016 12:10
    Artur k.
    Admin grupy audio

    jesion40 napisał:
    To już brzmi jak słynne "skoro taka jest prawda tym gorzej dla prawdy!" :D

    Widzisz Kolego, na opak zrozumiałeś. Forsujecie tutaj ideę dopasowania energetycznego w przypadku grzałki (nie ważne czy to grzałka, grzałka czy zwykły przewód), jakoby to była jedyna słuszna idea pozwalająca uzyskać maksymalne efekty. Tymczasem jest to kompletnie pomylone rozwiązanie i powody mam nadzieję jasno wytłumaczyłem.

    jesion40 napisał:
    To obiektywne prawo natury, fizyki i czy się komuś podoba, czy nie tak po prostu jest i koniec! Świadomość ograniczeń jakie obiektywnie nas dotyczą pozwala rozwiązywać praktyczne problemy w optymalny sposób.

    Owszem, to jest prawo fizyki, jednak to prawo spędza sen z powiek niejednemu inżynierowi. Ty i kilku innych Kolegów w tym wątku piszecie tak, jakby to prawo było wręcz zbawieniem, jedynym wyjściem dla wszystkich chcących skonstruować grzałkę. Otóż niestety nie jest żadnym zbawieniem - jest utrapieniem.

    jesion40 napisał:
    Nie umiem się oprzeć wrażeniu, że Autor tematu porzucił go już wiele wypowiedzi temu. Zainteresowanych wątkiem raczej nie ma zbyt wielu a dyskusja stała się akademicka. Proponuję na tym ją zakończyć.

    Minęło raptem 3 dni od utworzenia tematu, bez przesady z tym porzuceniem. Poza tym, może znajdzie się ktoś, kto będzie chciał jeszcze coś dodać?

    0
  • #22 16 Lip 2016 12:13
    _jta_
    Specjalista elektronik

    :arrow: Artur k. Jeszcze nie spotkałem się z przypadkiem by ktoś celowo chciał grzać przewody. :)
    Przeczytaj #5. ;)

    Czy o to chodzi by tracić moc w akumulatorze zamiast przekazać ją do rozrusznika?
    Na Syberii przy średnim mrozie może się to przydać, żeby podgrzać akumulator - zmniejszy opór wewnętrzny i wtedy będzie można uruchomić silnik. Przy silnym mrozie to się nie uda: podgrzanie akumulatora zużyje tyle energii, że pozostałej nie wystarczy na uruchomienie silnika.

    im bardziej rezystancja obciążenia zbliża się do rezystancji wewnętrznej źródła, tym mniejsza moc wydziela się na obciążeniu i tym większa wydziela się w źródle
    A to nie jest prawdą - jeśli źródło nie wymaga ograniczania prądu i jest liniowe, to przy zmianach oporu obciążenia moc na obciążeniu jest maksymalna, kiedy opór obciążenia jest równy oporowi źródła. Natomiast przy zmianach oporu źródła moc na obciążeniu rośnie, gdy opór źródła maleje.

    Bardzo małą moc pobraną ze źródła (w stosunku do mocy jaką ono dysponuje), bo nie bardzo małą moc na obciążeniu.
    Rozważ źródło o napięciu 1V i oporze 1Ω. Na obciążeniu 1Ω uzyskasz moc 0.25W i sprawność 50%; na obciążeniu 100Ω uzyskasz sprawność ciut ponad 99%, a moc 9.803mW; zwiększając opór obciążenia poprawisz sprawność i np. przy 1kΩ będzie ona ponad 99.9%, ale moc poniżej 1mW... Niestety trzeba się zdecydować na jakiś kompromis między mocą i sprawnością.

    To dla prądu stałego i źródła liniowego - sprawa się skomplikuje, jeśli np. masz prądnicę prądu zmiennego, której prąd jest ograniczany przez indukcyjność uzwojeń (więc przy zwarciu prąd jest ograniczony i straty mocy niewielkie); albo transformator spawalniczy ze zworą na rdzeniu, który daje podobną charakterystykę ograniczania prądu; bądź zasilanie z sieci przez kondensator.

    0
  • #23 16 Lip 2016 12:34
    Artur k.
    Admin grupy audio

    _jta_ napisał:
    :arrow: Artur k. Jeszcze nie spotkałem się z przypadkiem by ktoś celowo chciał grzać przewody. :)
    Przeczytaj #5. ;)

    Oj, czepiasz się. :) To samo zjawisko które opisano w poście #5 wykorzystywane jest np. przy nawijaniu uzwojeń silników, czy cewek głośnikowych, zwłaszcza gdy używa się drutu tremo spiekalnego. Tyle że jest to proces technologiczny, nikt bowiem nie robi grzałki z drutu miedzianego. :)

    _jta_ napisał:
    Na Syberii przy średnim mrozie może się to przydać, żeby podgrzać akumulator - zmniejszy opór wewnętrzny i wtedy będzie można uruchomić silnik. Przy silnym mrozie to się nie uda: podgrzanie akumulatora zużyje tyle energii, że pozostałej nie wystarczy na uruchomienie silnika.

    Pytanie czy na Syberii przy średnim mrozie rezystancja wewnętrzna akumulatora nie wzrośnie tak bardzo, że akumulator nie będzie w stanie w ogóle zakręcić silnikiem.
    Zostawmy Syberię w spokoju, bo nikt z nas nie wie jak jest naprawdę (a przynajmniej ja nie wiem, bo nie byłem) i jakie zjawiska się tam wykorzystuje, możemy jedynie gdybać.
    Na pewno w tamtejszych pojazdach stosuje się także inne oleje/smary i inne paliwa, które nie gęstnieją przy dużych mrozach, a to już ma istotny wpływ na zachowanie całości.

    _jta_ napisał:
    im bardziej rezystancja obciążenia zbliża się do rezystancji wewnętrznej źródła, tym mniejsza moc wydziela się na obciążeniu i tym większa wydziela się w źródle
    A to nie jest prawdą - jeśli źródło nie wymaga ograniczania prądu i jest liniowe, to przy zmianach oporu obciążenia moc na obciążeniu jest maksymalna, kiedy opór obciążenia jest równy oporowi źródła. Natomiast przy zmianach oporu źródła moc na obciążeniu rośnie, gdy opór źródła maleje

    A czy takie źródło istnieje w praktyce?

    _jta_ napisał:
    Bardzo małą moc pobraną ze źródła (w stosunku do mocy jaką ono dysponuje), bo nie bardzo małą moc na obciążeniu.
    Rozważ źródło o napięciu 1V i oporze 1Ω. Na obciążeniu 1Ω uzyskasz moc 0.25W i sprawność 50%; na obciążeniu 100Ω uzyskasz sprawność ciut ponad 99%, a moc 9.803mW; zwiększając opór obciążenia poprawisz sprawność i np. przy 1kΩ będzie ona ponad 99.9%, ale moc poniżej 1mW... Niestety trzeba się zdecydować na jakiś kompromis między mocą i sprawnością.

    Owszem, ale rozważ to od drugiej strony - mamy grzałkę dajmy na to 100W 100V żeby było łatwiej liczyć. Przez taką grzałkę popłynie prąd 1A, jej oporność to 100Ω. Jeśli taką grzałkę podłączymy do źródła o oporze wewnętrznym 100Ω i napięciu 100V, to napięcie źródła spadnie do wartości 50V, rezystancja grzałki pozostanie niezmieniona - 100Ω co oznacza że w obwodzie popłynie prąd 0.5A, a więc moc wydzielona na grzałce to tylko 25W (zamiast 100W których oczekujemy).
    Żeby uzyskać nasze upragnione 100W na grzałce, opór wewnętrzny źródła powinien być jak najmniejszy, by jak najmniejszy był spadek napięcia źródła pod obciążeniem. W przeciwnym wypadku nie uda się nam wydzielić na grzałce oczekiwanej mocy - chyba że zasilimy ją ze źródła o napięciu 200V i oporze 100Ω.

    0
  • #24 16 Lip 2016 13:29
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Pytanie czy na Syberii przy średnim mrozie rezystancja wewnętrzna akumulatora nie wzrośnie tak bardzo, że akumulator nie będzie w stanie w ogóle zakręcić silnikiem.
    Przypuszczam, że wzrośnie, z tego powodu akumulator będzie się grzał i może nagrzeje się na tyle, że jego opór wewnętrzny zmaleje i wtedy uruchomi silnik - jest kwestia, przy jakiej temperaturze to może być skuteczne, przy -70°C raczej nie. Podobną praktykę stosowano dla ogniw używanych do zasilania telefonów i telegrafów tam, gdzie nie było innego zasilania - jak nie było odpowiedniego elektrolitu, to zalewano je wodą (a może kwasem siarkowym, już nie pamiętam) i zwierano, po jakimś czasie zaczynały działać.

    Pytanie, od jak niskiej temperatury akumulator kwasowy może się rozgrzać. Po pierwsze, poniżej -64°C cały elektrolit zamarza (przedtem tworzą się w nim kryształy lodu, ale pomiędzy nimi wciąż jest ciekły elektrolit) i akumulator raczej nie działa. Po drugie, jest kwestia ilości energii. Powiedzmy, że na 1 litr przypada 1 mol H2SO4, który może przereagować z materiałem elektrod (jest więcej, ale większość musi pozostać w elektrolicie) - to daje około 400kJ/l, czyli 95 cal/cm3 - mogłoby podgrzać elektrolit o 95°C, co wystarczy z zapasem, jeśli w elektrolicie nie ma znaczącej ilości lodu (ciepło topnienia prawie 80 cal/g).

    Owszem, ale rozważ to od drugiej strony
    Rozważyłem, nawet zacytowałeś zdanie, które o tym napisałem: Natomiast przy zmianach oporu źródła moc na obciążeniu rośnie, gdy opór źródła maleje. Ale w #18 napisałeś im bardziej rezystancja obciążenia zbliża się do rezystancji wewnętrznej źródła, tym mniejsza moc wydziela się na obciążeniu, a to nie jest prawdą - w rzeczywistości, im mniejsza oporność obciążenia, tym mniejsza część całej mocy wydziela się w obciążeniu.

    A czy takie źródło istnieje w praktyce?
    O stosunkowo dużym oporze wewnętrznym? Istniały i były używane. Ale dziś chętniej stosujemy ogniwa o niskiej oporności wewnętrznej, które tak bardzo nie obniżają napięcia pod obciążeniem., i o większej gęstości energii - jak zewrzesz akumulatorek Ni-Cd, albo Ni-MH, to możesz się poparzyć, a akumulatorek litowy może się nawet zapalić. Czy może chodzi ci o źródło, które potrafi w trakcie dostarczania energii zmniejszać swój opór? Takie wciąż są, choćby akumulatorki Ni-Cd i Ni-MH potrafią tak się zachowywać, jak poleżały nieco dłużej naładowane.

    0
  • #25 16 Lip 2016 14:41
    jesion40
    Poziom 27  

    398216 Usunięty napisał:
    Dzięki Tobie Kolego.
    Przypomnę, że to nie ja wprowadziłem do niej pojęcie dopasowania energetycznego. Ja jedynie nie ścierpiałem, gdy Kolega to wyszydził używając argumentów hm.... nie pierwszej jakości. Od dłuższego czasu robię co w mojej mocy, żeby jej nie ciągnąć tym bardziej że ze względu na wyjazd przez kilka dni nie będę miał możliwości brać udział w dyskusjach na forum.
    Artur k. napisał:
    Jeszcze nie spotkałem się z przypadkiem by ktoś celowo chciał grzać przewody
    Zaraz, zaraz a jak działa lutownica transformatorowa, na którą wszak nie kto inny jak Kolega się powoływał? A to nie jedyny przypadek, choć o tyle ciekawy, że przewód jest (zwykle) miedziany.
    Artur k. napisał:
    Żeby uzyskać nasze upragnione 100W na grzałce, opór wewnętrzny źródła powinien być jak najmniejszy, by jak najmniejszy był spadek napięcia źródła pod obciążeniem. W przeciwnym wypadku nie uda się nam wydzielić na grzałce oczekiwanej mocy - chyba że zasilimy ją ze źródła o napięciu 200V i oporze 100Ω.
    Nie zawsze mamy wpływ na charakterystykę źródła. Rozumujesz jak ktoś, kto zawsze chce kupić na najniższą cenę. A czasem warto słono przepłacić, byle np. termin dostawy być dostatecznie krótki. I nagle słyszymy "Konia! Królestwo za konia!" :D

    Bardziej na poważnie - rozważ współpracę z ogniwem fotowoltaicznym. Owszem, to źródło nieliniowe, jego rezystancja dynamiczna się zmienia w szerokich granicach. Ale to świetny przykład, gdzie aby osiągnąć cel musisz dostosować obciążenie do źródła. I nie są to mikrofale.

    0
  • #26 16 Lip 2016 20:06
    Artur k.
    Admin grupy audio

    _jta_ napisał:
    Przypuszczam, że wzrośnie, z tego powodu akumulator będzie się grzał i może nagrzeje się na tyle, że jego opór wewnętrzny zmaleje i wtedy uruchomi silnik - jest kwestia, przy jakiej temperaturze to może być skuteczne, przy -70°C raczej nie. Podobną praktykę stosowano dla ogniw używanych do zasilania telefonów i telegrafów tam, gdzie nie było innego zasilania - jak nie było odpowiedniego elektrolitu, to zalewano je wodą (a może kwasem siarkowym, już nie pamiętam) i zwierano, po jakimś czasie zaczynały działać.

    No właśnie, można tylko przypuszczać, pewności nie ma.
    Natomiast w telegrafach, czy telefonach problem jest zupełnie innej natury - tam akumulator na "dzień dobry" nie musi wydać z siebie prawie 200A prądu. Pytanie czy po takim rozgrzaniu poprzez chwilowe zwarcie będzie on w stanie taki prąd wydać. Co by nie mówić poprzez takie zwarcia celem rozgrzania, akumulator w pewnym stopniu się rozładuje.
    Tak naprawdę nie wiadomo jak się to zachowa i w sumie zostawmy to w spokoju, bo i tak nie o tym jest temat. :)

    _jta_ napisał:
    w rzeczywistości, im mniejsza oporność obciążenia, tym mniejsza część całej mocy wydziela się w obciążeniu.

    Zgadza się, ja po prostu użyłem skrótu myślowego. To o co mi chodziło przedstawiłem na przykładzie, myślę więc że ów skrót myślowy nie pozostawia wątpliwości co do tego jak należy go interpretować.

    _jta_ napisał:
    O stosunkowo dużym oporze wewnętrznym? Istniały i były używane. Ale dziś chętniej stosujemy ogniwa o niskiej oporności wewnętrznej, które tak bardzo nie obniżają napięcia pod obciążeniem., i o większej gęstości energii - jak zewrzesz akumulatorek Ni-Cd, albo Ni-MH, to możesz się poparzyć, a akumulatorek litowy może się nawet zapalić.

    Kiedyś używało się takich źródeł bo... innych nie było. Dziś są i dlatego są używane zresztą coraz bardziej powszechnie. Problem ze źródłem o wysokiej rezystancji wyjściowej jest taki, że jego sprawność jest niewielka - dlatego używa się ich tylko wtedy gdy nie ma innego wyjścia.

    jesion40 napisał:
    Zaraz, zaraz a jak działa lutownica transformatorowa, na którą wszak nie kto inny jak Kolega się powoływał? A to nie jedyny przypadek, choć o tyle ciekawy, że przewód jest (zwykle) miedziany.

    Nie myl grota lutownicy z przewodem, by na siłę przeforsować swoją teorię. To, że jest on zrobiony z kawałka zwykłego drutu niczego nie dowodzi. Przewód nie musi być z drutu, może być linka - z linki raczej grota nie zrobisz.
    Zresztą o grocie też już była mowa - w lutownicy mimo iż chodzi o grzanie, rezystancja uzwojenia wtórnego transformatora na pewno jest znacznie niższa niż rezystancja grota. Nie zastanawiajmy się nad tym czy na pewno - na pewno, co wynika choćby z przekroju uzwojenia. Moja Lutola ma uzwojenie wtórne nawinięte profilem miedzianym o przekroju prostokątnym i wymiarach 8x4mm, co daje przekrój 32mm². Nie chcę rozkręcać lutownicy, więc posłużę się szacunkowymi danymi. Długość profilu wystająca poza transformator to ok. 110mm, długość lutownicy to ok. 65mm, szerokość 40mm. Uzwojenie wtórne ma dwa zwoje.




    Mamy więc 220mm + 65 • 4 + 40 • 3 = 220 + 260 + 120 = 600mm = 60cm = 0.6m. Taka jest orientacyjna długość "drutu" użytego do nawinięcia uzwojenia. Według danych firmy Bitner kabel 35mm² złożony z 7 żył ma rezystancję 0.524Ω/km co daje nam 0,000542Ω/m = 542µΩ/m. 60cm będzie miało rezystancję 325.2µΩ - dwukrotnie mniej niż rezystancja grota.
    To się mniej więcej zgadza z rzeczywistością, ponieważ użycie następnego przekroju drutu z typoszeregu - 2.5mm² powoduje praktycznie niemożność korzystania z takiej lutownicy - możemy topić cynę na grocie, ale o lutowaniu można zapomnieć.
    Dla formalności sprawdźmy - drut 2.5mm² ma według danych Bitner-a rezystancję 7.41Ω/km, co daje 0,00741Ω/m, co daje 0,0000741Ω/cm. 5cm takiego drutu ma rezystancję 0,0003705Ω = 371µΩ - mamy dopasowanie energetyczne i... lutować się nie da.

    Tak więc nie ma mowy o żadnym dopasowaniu energetycznym w lutownicy transformatorowej!

    jesion40 napisał:
    Bardziej na poważnie - rozważ współpracę z ogniwem fotowoltaicznym. Owszem, to źródło nieliniowe, jego rezystancja dynamiczna się zmienia w szerokich granicach. Ale to świetny przykład, gdzie aby osiągnąć cel musisz dostosować obciążenie do źródła. I nie są to mikrofale.

    To fakt, o ogniwie fotowoltanicznym nie pomyślałem. Ogniwo fotowoltaniczne ma wysoką rezystancję wyjściową i po prostu innej możliwości nie ma by uzyskać z nich jak najwięcej energii (której i tak wiele nie ma). Zresztą ogniwa są cały czas doskonalone i dąży się do tego, by ich rezystancja wewnętrzna była jak najmniejsza - tak samo jak każdego innego źródła energii.

    Tylko że mowa jest o grzaniu, a nie o pozyskiwaniu energii ze słońca. :)

    0
  • #27 17 Lip 2016 00:56
    _jta_
    Specjalista elektronik

    rezystancja uzwojenia pierwotnego transformatora na pewno jest znacznie niższa niż rezystancja grota
    Oj, odwrotnie - jest dużo, dużo większa. Opór uzwojenia pierwotnego to ze 100Ω.

    Uzwojenie wtórne ma opór porównywalny z oporem grotu - ale nie wiem, jaki on jest, bo nie podałeś wymiarów - mogę się domyślać, że przekrój 1.5mm2 i długość 5cm - taki ma opór 577uΩ.

    Opór źródła, jakim jest lutownica, to nie tylko opór uzwojenia wtórnego. Może zmierz napięcie, jakie daje lutownica bez grotu, i policz, jaka moc by się wydzieliła w grocie od takiego napięcia?

    0
  • #28 17 Lip 2016 08:32
    Artur k.
    Admin grupy audio

    _jta_ napisał:
    Oj, odwrotnie - jest dużo, dużo większa. Opór uzwojenia pierwotnego to ze 100Ω.

    Dziękuję, poprawiłem. Oczywiście chodziło o wtórne.

    _jta_ napisał:
    Uzwojenie wtórne ma opór porównywalny z oporem grotu - ale nie wiem, jaki on jest, bo nie podałeś wymiarów - mogę się domyślać, że przekrój 1.5mm2 i długość 5cm - taki ma opór 577uΩ.

    Ok 5cm długości i przekrój max 1.5mm² to są dane grota (grubszym nie da się już lutować). Mnie wyszło 665µΩ - kilka postów wcześniej liczyłem. Swoją drogą nie wiem skąd taka rozbieżność.
    Szacunkowe wymiary uzwojenia wtórnego podałem:
    Artur k. napisał:
    Moja Lutola ma uzwojenie wtórne nawinięte profilem miedzianym o przekroju prostokątnym i wymiarach 8x4mm, co daje przekrój 32mm². Nie chcę rozkręcać lutownicy, więc posłużę się szacunkowymi danymi. Długość profilu wystająca poza transformator to ok. 110mm, długość lutownicy to ok. 65mm, szerokość 40mm. Uzwojenie wtórne ma dwa zwoje.

    Wymiary są lekko zawyżone gdyż brałem wymiar z obudowy lutownicy - transformator jest nieco mniejszy.
    Nawet szacunkowo policzyłem opór:
    Artur k. napisał:
    Mamy więc 220mm + 65 • 4 + 40 • 3 = 220 + 260 + 120 = 600mm = 60cm = 0.6m. Taka jest orientacyjna długość "drutu" użytego do nawinięcia uzwojenia. Według danych firmy Bitner kabel 35mm² złożony z 7 żył ma rezystancję 0.524Ω/km co daje nam 0,000542Ω/m = 542µΩ/m. 60cm będzie miało rezystancję 325.2µΩ - dwukrotnie mniej niż rezystancja grota.


    _jta_ napisał:
    Może zmierz napięcie, jakie daje lutownica bez grotu, i policz, jaka moc by się wydzieliła w grocie od takiego napięcia?

    Ależ bardzo proszę - 336mV. Przyjmując moje 665µΩ mamy prąd 505A i moc ok. 170W. Przyjmując Twoje 577µΩ mamy prąd 582A i moc ok. 195W.

    Teraz weźmy lutownicę + grot - razem mamy rezystancję 990.2µΩ, prąd 339A i moc całkowitą 114W.
    Przyjmując Twoje 577µΩ mielibyśmy rezystancję całości 902.2µΩ, prąd 372A i moc całkowitą 125W.

    Czy przyjmiemy rezystancję grota wyliczoną przeze mnie, czy przez Ciebie to się mniej więcej zgadza - lutownica Lutola LT-B, producent podaje pobór mocy z sieci 100W:
    http://www.lutpol.pl/produkty/lutownica-transformatorowa-lt-b-100w/
    Należy wziąć pod uwagę to, że wymiary uzwojenia wtórnego są szacunkowe - te podane przeze mnie są zawyżone gdyż mierzyłem obudowę, a transformator jest trochę mniejszy. Myślę że łączna długość uzwojenia wtórnego jest ok. 5-10cm mniejsza, a więc będzie bliżej 50cm niż 60cm które mi wyszło z szacunków. Ponadto wziąłem dane przewodu (linki) 35mm², a nie profilu kwadratowego 32mm² gdyż w katalogu firmy Bitner (i nie tylko) tylko taki jest. Mniejszy 25mm² - zbyt duża różnica, a musiałem jakieś dane wyjściowe przyjąć wziąłem więc dane przewodu 35mm².
    Trzeba byłoby jeszcze uwzględnić sprawność samego transformatora.

    0
  • #29 17 Lip 2016 11:05
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Mnie wyszło 665µΩ - kilka postów wcześniej liczyłem. Swoją drogą nie wiem skąd taka rozbieżność.
    Inne dane. Przyjąłem oporność właściwą miedzi 17.3 mΩ mm²/m, a ty opór 13Ω/km dla drutu 1.5mm², co odpowiada 19.5 mΩ mm²/m - może to nie miedź, a brąz o dużej zawartości miedzi? Czysta miedź jest dobra do przewodów nawojowych, ale instalacyjny z czystej miedzi łatwo niechcący urwać.

    Nie uwzględniłeś tego, że opór uzwojenia pierwotnego też daje wkład (przetransformowany - zmniejszony około 470 tysięcy razy) do oporu źródła. A i płaskownik użyty w lutownicy pewnie ma opór nieco większy, niż miałby przewód miedziany - on musi być sztywny, więc robi się go nie z miedzi, a z brązu, i to o większej ilości domieszek, niż przewody, a to zwiększa oporność właściwą.

    Jeśli dla zerowego oporu źródła mielibyśmy moc 170W, to przy "dopasowaniu mocy" moc całkowita powinna być 85W; jest o kilkanaście % większa. Moc na grocie, przy założeniu mocy całkowitej 100W, wychodzi 59W (a straty 41W); dobranie grota na "dopasowanie mocy" (to z grubsza odpowiada użyciu drutu 2.5mm²) dałoby po 72W mocy na grocie i mocy strat - więc niewiele mocy można zyskać przez to "dopasowanie", a grubszy drut szybciej odprowadza ciepło.

    0
  • #30 17 Lip 2016 11:38
    jack63
    Poziom 41  

    Za niedługo wyjdzie z Waszych postów, ciekawych z resztą, praca doktorska o lutownicy transformatorowej. :D
    Nie uwzględliliście jeszcze rezystacji styku grota i płaskownika uzwojenia wtórnego. Strat w żelazie. Prądu magnesowania i wielu innych drobiazgów.
    Miłego doktoryzowania się i innych.

    0
  Szukaj w 5mln produktów