[Herz 5]

Есть, и очень значительное. Готовых, вполне себе эффективных, генераторов, работающих на вращении, пруд пруди. И не надо магнитные поля руками концентрировать :) И зазоры там все давно минимизированы за счет не кустарных технологий при производстве.

С этим согласен. Но в физике отличий нет.

[AlexandrY 3]

Хм, от Вас - не ожидал...

 

Позвольте спросить чего вы не ожидали?

 

Линейным генераторам уже скоро 100 лет - http://www.freikolben.ch/37401/index.html

 

Как видно никто никаких специальных сердечников не делает, просто кольцевые магниты.

 

Ну нет у TC кольцевых магнитов, надо предложить вариант без них, как понимаю.

По любому TC в этой теме продвинулся дальше чем все остальные ее здесь обсуждающие.

[Herz 5]

нет денг и не хватает знаний, а ашипки в буквенном формате, ... опять в школу ? вы реалист ?.

Я реалист. Повидал уже самородков, которые недостаток знаний компенсируют верой в новизну своих идей. Поэтому - немного скептик.

Замечаю, что стремление засекречивать озарения свойственно недоучкам.

А "в школу" - никогда не поздно. Книги - источник знаний. Знания, правда, порождают скорбь.

Так что - удачи! И не примите за снобизм.

С ответным уважением.

 

Позвольте спросить чего вы не ожидали?

 

Линейным генераторам уже скоро 100 лет - http://www.freikolben.ch/37401/index.html

Да нет, к идее нет никаких претензий. Хорошая ссылка, кстати.

Но Ваша уверенность, что всё магнитное поле пересекает витки катушки меня удивила.

[Гость TSerg]

Все очень просто:

- законы экспериментальной физики - пока неоспоримы;

- действует закон Био-Савара-Лапласа - следствие двух уравнений Максвелла для магнитного поля при условии статичности поля электрического;

- эдс индукции в проводниках, движущихся в магнитном поле =: V*B*L*Sin(a);

где:

V - скорость движения ( проводника или магнита )

B - вектор индукции в месте движения проводника;

L - длина проводника.

[Xenia 38]

Все очень просто:

- законы экспериментальной физики - пока неоспоримы;

- действует закон Био-Савара-Лапласа - следствие двух уравнений Максвелла для магнитного поля при условии статичности поля электрического;

- эдс индукции в проводниках, движущихся в магнитном поле =: V*B*L*Sin(a);

где:

V - скорость движения ( проводника или магнита )

B - вектор индукции в месте движения проводника;

L - длина проводника.

 

Со скоростью и длиной всё ясно, а с "вектором индукции" ситуация не очевидна. Скажем, что с ним происходит в промежутке между N и S полюсами, если расстояние/зазор между ними увеличивается? Ведь магнитный поток при этом вроде бы изменяться не должен, а что с "вектором индукции" произойдет?

 

Опять же Википедия пишет про линейный двигатель (конструкция обратная обсуждаемой) следующее:

Синхронный линейный двигатель, напротив, допускает наличие относительно большого воздушного зазора между статором и вторичным элементом и работает при этом с cosφ, близким к единице, и высоким КПД, достигающем 96%.

96% - это для любого двигателя очень много, но почему пишут, что большой воздушный зазор его работе не мешает? Что там у вас Лаплас про зазор говорил? :)

[Егоров 0]

Все очень просто:

- законы экспериментальной физики - пока неоспоримы;

- действует закон Био-Савара-Лапласа - следствие двух уравнений Максвелла для магнитного поля при условии статичности поля электрического;

- эдс индукции в проводниках, движущихся в магнитном поле =: V*B*L*Sin(a);

где:

V - скорость движения ( проводника или магнита )

B - вектор индукции в месте движения проводника;

L - длина проводника.

После преобразований и упрощений этого получим в окончательном виде: "чепуха на постном масле".

Ну есть куча ссылок, картинок, однако нет главного - работающих удовлетворительно линейных генераторов.

Да, принцип понятен, сто лет по гаражам и кембриджам пыжатся, но - "работает теоретически", "имеет проблемы с температурой постоянных магнитов", "работоспособно, но малоэффективно". Все же это прямо под картинками на ссылке написано.

Это такой же мираж, как двигатель Стирлинга. Из материалов, денег и затраченного стартером времени вполне можно было от качающегося дерева получить электропользы в несколько раз больше методами не такими революционными.

 

нужен тросс.

В школу нужно повторно заглянуть.

[=AK= 12]

Линейным генераторам уже скоро 100 лет - http://www.freikolben.ch/37401/index.html

 

Как видно никто никаких специальных сердечников не делает, просто кольцевые магниты.

Для объяснения принципа работы "на пальцах" магнитопровод можно не упоминать, а когда доходит до технических деталей, то магнитопровод появляется непременно. Ну, может, только в самых простых поделках, где не требуется эффективности, без него обходятся, чтобы уменьшить стоимость и вес.

 

Можно догадаться, что для тех, кто занимается линейными двигателями и генераторами профессионально, наличие магнитопроводов является настолько общим местом, что они не акцентируют на них внимания. Или обозначают в своих терминах, например, как "статор" - как в этом ликбезе, или как "ламель из мягкого железа", как в первом же патенте 1,544,010 из списка перечисленных по вашей ссылке - где, по вашим словам, магнитопроводов якобы "никто не делает". Их можно понять, ведь и в электронике глупо было бы упоминать закон Ома через слово.

 

Ну нет у TC кольцевых магнитов, надо предложить вариант без них, как понимаю.

Кольцевые магниты в конструкции топикстартера совершенно неуместны в силу низкой эффективности. В них, также как в нарисованной вами конструкции, половина магнитных линий замкнется внутри кольца и вообще не будет участвовать в работе.

 

Топикстартеру лучше всего было бы применить сплошные круглые магниты (цилиндры) диаметром, равным внутреннему диаметру катушек, и толщиной, равной длине каждой катушки L. Чтобы такой магнит внутри каждой катушки точно в нее вписывался. Магниты необходимо склеить, чередуя полюса, т.е. [s-N]-[N-S]-[s-N]- и так далее. Склеивать магниты надо через прокладки, сделанные из магнитомягкого железа. Толщина прокладок S должна быть равна расстоянию между катушками.

 

Все катушки надо разделить шайбами из магнитомягкого железа, а сами катушки вместе с этими шайбами заключить в железный цилиндр. Таким образом, каждая катушка будет охвачена магнитопроводом, все вместе это образует статор. Вкупе с прокладками между магнитами, это образует максимально эффективную магнитную цепь.

 

Когда магниты находятся внутри катушек, магнитный поток через каждую катушку максимален. При смещении оси с магнитами (ротора) на расстояние S+L магнитный поток поменяет знак и опять будет максимален. Соответственно, такая конструкция обеспечит максимальную эффективность.

 

Если движение оси (ротора) сравнительно медленное, то желательно брать как можно более тонкие магниты, то есть использовать магнитные "блины". Это уменьшит шаг S+L и, соответственно, увеличит частоту тока и общую эффективность. У топикстартера скорость движения ротора порядка 1 м/сек, при S+L=10 мм получится переменный ток частотой 50 Гц.

[AlexandrY 3]

Можно догадаться, что для тех, кто занимается линейными двигателями и генераторами профессионально, наличие магнитопроводов является настолько общим местом, что они не акцентируют на них внимания. Или обозначают в своих терминах, например, как "статор" - как в этом ликбезе, или как "ламель из мягкого железа", как в первом же патенте 1,544,010 из списка перечисленных по вашей ссылке - где, по вашим словам, магнитопроводов якобы "никто не делает". Их можно понять, ведь и в электронике глупо было бы упоминать закон Ома через слово.

 

Во первых много линейных генераторов действительно используют как моторы это накладывает специфику, во вторых там не все линейные генераторы и моторы похожи по принципу действия на генератор TC.

Приглядитесь, там есть класс так называемых плоских линейных генераторов. Это в принципе другая топология поля. Хотя да, их находят более эффективными и им нужен очень маленький зазор и хороший магнитопровод.

 

Кольцевые магниты в конструкции топикстартера совершенно неуместны в силу низкой эффективности. В них, также как в нарисованной вами конструкции, половина магнитных линий замкнется внутри кольца и вообще не будет участвовать в работе.

 

 

Еще раз повторю: согласно правилу поля важно не что пересекает витки, а важен интеграл поля по площади внутри витков!

Ну не надо магнитным линиям пересекать витки. Линии должны просто пройти контур этих витков!

Не объем, не область , а поверхность!

Опять же подводит наверно аналогия линии, нет никакого факта пересечения какой-то линией какого-то витка или поверхности , а есть лишь изменение вектора поля в выбранной точке.

 

Топикстартеру лучше всего было бы применить сплошные круглые магниты (цилиндры) диаметром, равным внутреннему диаметру катушек, и толщиной, равной длине каждой катушки L. Чтобы такой магнит внутри каждой катушки точно в нее вписывался. Магниты необходимо склеить, чередуя полюса, т.е. [s-N]-[N-S]-[s-N]- и так далее.

 

Это правильный совет в части того, что площадь магнитов неплохо бы увеличить. Интеграл поля от этого увеличится. Я это уже предлагал.

 

Склеивать магниты надо через прокладки, сделанные из магнитомягкого железа. Толщина прокладок S должна быть равна расстоянию между катушками.

 

Через что угодно их можно склеивать, главное прочность не потерять.

Размер катушек вдоль оси действительно должен соответствовать размеру магнитов т.е. они должны быть уже магнитов.

Все надо делать для того чтобы добиться высокого градиента поля.

 

Все катушки надо разделить шайбами из магнитомягкого железа, а сами катушки вместе с этими шайбами заключить в железный цилиндр.

 

Железо здесь экранирует катушки друг от друга. Но для меньшей связи между катушками можно отказаться от железного сердечника.

 

Когда магниты находятся внутри катушек, магнитный поток через каждую катушку максимален. При смещении оси с магнитами (ротора) на расстояние S+L магнитный поток поменяет знак и опять будет максимален. Соответственно, такая конструкция обеспечит максимальную эффективность.

 

Согласен с вами в понимании принципа работы. А максимальная эффективность по сравнению с чем?

 

 

Если движение оси (ротора) сравнительно медленное, то желательно брать как можно более тонкие магниты, то есть использовать магнитные "блины". Это уменьшит шаг S+L и, соответственно, увеличит частоту тока и общую эффективность. У топикстартера скорость движения ротора порядка 1 м/сек, при S+L=10 мм получится переменный ток частотой 50 Гц.

 

Совершенно верно, я это уже предлагал.

 

Самое смешное, что TC похоже все это уже сделал, учитывая что у него было в наличии.

Так что топчемся на месте.

Физику вспоминаем.

[Гость TSerg]

После преобразований и упрощений этого получим в окончательном виде: "чепуха на постном масле".

Ну есть куча ссылок, картинок, однако нет главного - работающих удовлетворительно линейных генераторов.

 

Ну-ну.

Есть и двигатели линейные, есть и генераторы. Вопрос в том, кто и как умеет "готовить".

[=AK= 12]

Еще раз повторю: согласно правилу поля важно не что пересекает витки, а важен интеграл поля по площади внутри витков!

Ну так и посчитайте его, если сможете. И получите, что для кольцевого магнита он будет примерно вдвое меньше, чем для сплошного, потому часть магнитного потока замкнулась внутри кольца, мимо катушки.

 

Ну не надо магнитным линиям пересекать витки. Линии должны просто пройти контур этих витков!

Не могу согласиться. Проведем мысленный эксперимент:

- Цилиндрический магнит диаметром, равным внутреннему диаметру витка, пронесем сквозь виток. Магнитные линии пересекут виток, получим индуцированную ЭДС.

- А теперь возьмем магнит с таким же полем, но меньшего диаметра. И заключим его в сплошной магнитный экран, чтобы наружный диаметр экрана не превышал внутреннего диаметра витка. Пронесем магнит сквозь виток. Магнитные линии (проходящие почти полностью сквозь экран), точно как вам хотелось, пересекут контур витка, однако не пересекут самого витка. И, увы, в витке ничего (или почти ничего) не наведется.

- Для полноты картины, возьмем еще и кольцевой магнит. Не будем закрывать его экраном снаружи, это неспортивно. Вместо этого в середину кольца вставим штырь из мю-металла, а сверху и снизу магнит прикроем шайбами из него же. И пронося такой "магнитно-закороченный внутри" магнит сквозь виток опять не получим ни пересечения витка магнитными линиями, ни ЭДС.

 

У меня есть ощущение, что в своих рассуждениях вы подразумеваете, что магнитное поле скалярное. А оно векторное, разнонаправленные потоки компенсируют друг друга.

 

Через что угодно их можно склеивать, главное прочность не потерять.

Если их склеивать не через прокладки из магнитомягкого железа, то эффективность уменьшится.

[alexvu 5]

Ух, сколько обсуждений вызвала хоть и непростая, но давно уже проработанная тема.

Тогда добавлю масла в огонь (для тех, кто реально хочет разобраться).

 

Пока катушка без эл. нагрузки, то силовые линии такие, как тут не раз нарисовано.

Поэтому не очень понятно, зачем еще какой-то магнитопровод и т.д.

Но при подключении нагрузки в катушке возникает ток, который создает противоположно направленное магн. поле.

Тогда результирующее поле (векторная сумма) выглядит так, словно катушка "выталкивает" из себя силовые линии.

И если их есть куда выталкивать (зазоры), то поле в катушке уменьшается и вместо тока от генератора мы получаем только мигание светодиода.

Чтобы получить реальный ток, мы должны "зажать" линии поля так, чтобы им было некуда деваться, то есть сделать магнитопровод и маленькие зазоры.

Ну вот, как-то так, на пальцах.

 

Кстати, если генератор заработает, то возрастет и механическое сопротивление движению, что тоже может быть неприятным сюрпризом для тех, кто изобретает всякие такие устройства, но пока не разобрался в работе генератора.

[Егоров 0]

Для объяснения принципа работы "на пальцах"

Да, после Ваших пояснений "на пальцах" видно все, как на ладони.

Если, конечно, хочется увидеть основные принципы такого генератора, а не просто добавлять витки и подбирать клей для магнитов.

 

Еще раз повторю: согласно правилу поля важно не что пересекает витки, а важен интеграл поля по площади внутри витков!

Хм... всегда побаивался людей утверждающих, что у слона есть крылья, но предел сходимости ряда показывает что они стремятся к нулю. Как никогда не видевший слона и крыльев это после недельных расчетов знает?

Не, забить гвоздь вроде просто, но попробуйте забить его шляпкой, а они забивают!

Такие люди порой обеспечивают пионерный прорыв в технологиях, если работают под жестким контролем практиков. Если им ставят нужные и хорошо сформулированные конкретные задачи.

А в большинстве случаев обыденной жизни их жалко.

Нет, как личности они вызывают во мне глубокое уважение и только. Жалко их, как микроскоп, которым забивают гвозди и только раз в год рассматривают через него инфузории.

[Михей-Сочи 0]

Решил увеличить магнитное поле, в ущерб количеству полей.

С дерева снял, приварил столб к навесу, и повесил на него.

Заменил пружину, на более мощную... но веса всё равно маловато.

Из - за незакреплённой катушки происходит трение со стержнем, что замедляет движение.

...ну а в принципе- 10 Ватт , 17 вольт.

 

http://youtu.be/Ifeou0T08FY

ну, как то так )

Изменено 15 декабря, 2014 пользователем Herz

[Егоров 0]

...ну а в принципе- 10 Ватт , 17 вольт.

Продам не дорого , стационарный, походный, гравитационный генератор.

ну, как то так )

В этом месте поподробнее, пожалуйста. Что именно там недорогого, походного, гравитационного?

С помощью чего-кого эти 10 ватт добываются? На качающемся дереве - понятно. А на столбе - кто столб качает и с какой мощностью?

[Гость TSerg]

Для тех, кто с удивлением узнал о существовании электромагнетизма ( в эпоху айфонов, джобсов и прочего бреда).

 

Небольшой экскурс в магнитоведение:

 

Обозначения:

- Mu - магнитная проводимость;

- Hc, [A/m] - коэрцитивная сила;

- EC, [MS/m] - электрическая проводимость.

 

Условия:

- среда - воздух (Mu=1);

- магниты - NeFeB 52 ( Mu=1.05; Hc=891000; EC=0.667);

- магнитопроводы - Pure Iron (Mu=14872; Hc=0; EC=10.44)

- несущие конструкции - алюминий (Mu=1; Hc=0; EC=24);

 

Архитектура: 5 магнитов NeFeB 52 размером 5x5x5 мм

(рассматриваются варианты)

 

Визуализация:

*a - картограмма магнитного поля;

*b* - распределение индукции ( нормальной составляющей ) по длине;

*b1 - на дистанции 1 мм от поверхности магнитов;

*b3 - на дистанции 3 мм от поверхности магнитов (середина зазора в 6 мм);

 

 

Примеры магнитной архитектуры (разрез по ДП, верхняя полуплоскость):

 

1. Линейка магнитов в свободном состоянии;

2. Линейка магнитов замкнута магнитопроводом 1 мм с одной стороны.

3. Линейка магнитов по п.2 + внешний магнитопровод 1 мм.

4. Линейка магнитов замкнута магнитопроводом 2 мм + внешний магнитопровод 1 мм.

 

Изображения распределения магнитного поля и индукции в зазоре - см. Приложение.

 

P.S.

Знание распределения индукции в зазоре позволяет определить наводимую в проводнике эдс

с учетем скорости перемещения и пр.

Как верно было замечено кем-то выше - замыкая обмотку на нагрузку мы получаем магнитное

поле противодействия.

Отсюда вытекает понимание, что энергия не возникает на ровном месте, что есть - то и имеем.

Сколько взяли, столько и выдали, за минусом кпд.

 

img.zip

 

Для красоты здесь ( это есть во вложении ):