Subscribe
Ειδοποίηση για
59 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Ας δούμε εδώ ένα βίντεο:

Μια συσκευή που λειώνει κάθε μέταλλο.

Όπως θα δούμε η τάση στο δευτερεύον είναι πολύ μικρή. Το ρεύμα είναι τόσο μεγάλο που λειώνει μέταλλα.

Υπόσχεται ο κατασκευαστής ότι με μόλις 2 V δίνει ρεύμα 800 Α! Ας μην είναι τόσο, είναι μεγάλο ρεύμα.

Τι βλέπουμε;

Όσο μικραίνει η τάση στο δευτερεύον τόσο μεγαλώνει το ρεύμα.

Το ευθυμογράφημα-πραγματική ιστορία έπεται.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Τα "πειραματικά θέματα" δεν είναι πρόσφατη ιστορία. Δεν τα υπέστημεν μόνο στους πρόσφατους διαγωνισμούς που μέσω αυτών αποκτούν μια επίφαση "εκσυγχρονισμού"

Πάντοτε κάποιοι έκαναν πειράματα στο χαρτί και τα έστελναν στους άλλους ως πειραματικές προτάσεις.

Μας είχαν στείλει πρόταση τέτοια. Να λιώσουμε ένα συρματάκι τροφοδοτώντας το από ένα δευτερεύον με εξαιρετικά λίγες σπείρες.

Το είχαμε και ήταν ένα πηνίο πολύ χοντρό. Μεγάλο ρεύμα γαρ.

Μια μέρα μας έρχεται ένα έγγραφο που έλεγε περίπου:

-Συνάδελφοι στο προταθέν στο έγγραφο….. αρ.πρωτ…… ημερομ…….  προτείνεται εξαιρετικά επικίνδυνο πείραμα.

Να μην πραγματοποιηθεί. 

Αντίγραφο του παρόντος εγγράφου να επικολληθεί στα ερμάρια φύλαξης οργάνων φυσικής, ώστε να μην εκτελέσει το πείραμα κάποιος μελλοντικός συνάδελφος.

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
1 έτος πριν

Γιάννη καλησπέρα.

Ποια η ανεξάρτητη και ποια η εξαρτημένη μεταβλητή;

Όταν λες ότι όταν μικραίνει η τάση στο δευτερεύον και αυξάνεται η ένταση, σε τι αναφέρεσαι;

Έχουμε μια σταθερή τάση στο πρωτεύον και αυξομοιώνοντας τις σπείρες, αυξάνω ή μειώνω την τάση στο δευτερεύον.

Στο πείραμα έχουμε 600 σπείρες στο δευτερεύον και σταθερή αντίσταση (και ωμική και επαγωγική). Άρα αυξάνοντας την τάση τροφοδοσίας (από το "τέρας μετασχηματιστή"), αυξάνουμε την V1 και πρέπει να αυξηθεί ανάλογα και η τάση στο δευτερεύον και η ένταση του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο των 600 σπειρών.

Από κει και πέρα πάμε και στο μικρό πηνίο την τάση του οποίου μετράμε…

 

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
1 έτος πριν

Όσο αναφορά την ουσία του ζητήματος, κοιτάζοντας με προσοχή τις φωτογραφίες, νομίζω ότι ο Σπύρος και ο Βαγγέλης έχουν δίκιο.

Το ένα καλώδιο πρέπει να μπει στην κεντρική υποδοχή…

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Δεν ξέρω αν έχουν δίκιο.

Πάμε στο άλλο που ρωτάς:

Ποια η ανεξάρτητη και ποια η εξαρτημένη μεταβλητή;

Όταν λες ότι όταν μικραίνει η τάση στο δευτερεύον και αυξάνεται η ένταση, σε τι αναφέρεσαι;

Εννοώ τα εξής:

Βάζουμε μια τάση 220 V στο πρωτεύον. Με 600 σπείρες στο πρωτεύον και 60 στο δευτερεύον θα έχουμε μια τάση 22 V περίπου στο δευτερεύον.

Αν βάλουμε 6 σπείρες στο δευτερεύον η τάση σ' αυτό θα γίνει περίπου 2,2V.

Αυτό εννοούσα εν συντομία λέγοντας ότι η τάση μειώθηκε. Έγινε 2,2 V από 22 V.

Η ισχύς όμως είναι σχεδόν ίδια. Έτσι η τάση των 2,2 V δίνει μεγάλο ρεύμα. Φαίνεται αυτό και στο βίντεο, πέραν της αναφοράς της Βικιπαιδείας. Υπάρχουν δεκάδες βίντεο σχετικά με metal melters. 

Εδώ τι έγινε:

Η μικρότερη τάση στο δευτερεύον έδωσε μεγαλύτερο ρεύμα->μεγαλύτερο Β -> μεγαλύτερο ρυθμό μεταβολής μαγνητικής ροής-> μεγαλύτερη ΗΕΔ στο αιωρούμενο πηνίο.

Δεν μου φάνηκε περίεργο από την αρχή.

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
1 έτος πριν

"Η ισχύς όμως είναι σχεδόν ίδια."

Αυτό από πού προκύπτει Γιάννη;

Η ισχύς καθορίζεται από το τι θα συνδέσεις στο δευτερεύον. Δεν καθορίζεται από το πρωτεύον πηνίο, ούτε από το εργοστάσιο της ΔΕΗ και την ισχύ του…

 

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Στο πείραμα του βίντεο έχουν συνδέσει μία πρόκα.

Αν η τάση στο δευτερεύον έχει ενεργό τιμή 2,2 V και το ρεύμα είναι 200 Α , τότε η ισχύς στο δευτερεύον θα είναι λίγο μεγαλύτερη από 440W. Η ισχύς στο πρωτεύον θα είναι περίπου τόση. Με τάση στο πρωτεύον 220 V (ενεργός τιμή) θα έχουμε ρεύμα 2 Α στο πρωτεύον.

Στο υπό συζήτησιν πείραμα δεν συνδέθηκε βίδα. Συνδέθηκε ένα πηνίο. Το τι ρεύμα κυκλοφόρησε σ' αυτό μπορούμε να το βρούμε από το υβριδικό ισοδύναμο του μετασχηματιστή:

images

Θέλει δουλειά. Συνδέεις μια σύνθετη αντίσταση δεξιά και κάνεις υπολογισμούς στο ισοδύναμο κύκλωμα.

Όμως δεν είναι περίεργο το ότι η τάση στο δευτερεύον μικραίνει και ταυτόχρονα αυξάνεται το ρεύμα σ' αυτό.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Δυο φωτογραφίες:

hqdefault

maxresdefaultΤι βλέπουμε εδώ;

Λίγες σπείρες στο δευτερεύον και μεγάλη ένταση ρεύματος σ'αυτό.

Αν οι σπείρες δεν ήταν τόσο λίγες θα είχαμε πάλι ρεύμα μεγαλύτερο από αυτό σε ένα δευτερεύον περισσοτέρων σπειρών.

Θα είχαμε μεγαλύτερο πεδίο στο πηνίο που θα συνδεόταν με το δευτερεύον. Μεγαλύτερο ρυθμό μεταβολής της ροής και μεγαλύτερη ΗΕΔ στο αιωρούμενο πηνίο.

Σπύρος Χόρτης
1 έτος πριν

 Γιάννη το ρεύμα στο δευτερεύον καθορίζεται από την τάση και το κύκλωμα του δευτερεύοντος. Η απορροφούμενη ισχύς από το κύκλωμα του δευτερεύοντος δεν είναι δεδομένη για να πούμε ότι η μικρότερη τάση συνεπάγεται μεγαλύτερο ρεύμα και το αντίστροφο. Στο παράδειγμα του βίντεο (έχω μια ίδια διάταξη στο εργαστήριο για την επίδειξη του φαινομένου Joule) αν συνδέσεις ένα καρφί θα λιώσει ενώ αν συνδέσεις ένα πολύ λεπτό σύρμα ούτε που θα ζεσταθεί.

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Σπύρος Χόρτης

Σωστά διότι το καρφί έχει μικρή αντίσταση, δηλαδή διαρρέεται από μεγάλο ρεύμα. Αν το καρφί έχει 20 πλάσια διατομή θα διαρρέεται από ρεύμα 20 φορές μεγαλύτερο. Υποπτεύομαι (λες για πολύ λεπτό σύρμα) ότι ο λόγος διατομών είναι μεγαλύτερος. Γιατί να λιώσει;

Όμως ας αλλάζουμε μόνο έναν παράγοντα και όχι δύο ταυτόχρονα.

Πείραμα1:

Πρωτεύον 600 σπειρών, δευτερεύον 300 σπειρών, καρφί χοντρό στην έξοδο του  δευτερεύοντος. 

Θα λιώσει;

Πείραμα2:

Πρωτεύον 600 σπειρών, δευτερεύον 3 σπειρών, καρφί χοντρό στην έξοδο του  δευτερεύοντος. 

Θα λιώσει;

Αν  λιώσει στη δεύτερη περίπτωση και όχι στην πρώτη, δικαιούμαι να συμπεράνω ότι έχουμε μεγαλύτερο ρεύμα εκεί που η τάση στο δευτερεύον είναι μικρότερη;

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
1 έτος πριν

Γιάννη, ας κάνουμε μια επιστροφή 20 χρόνια πίσω, τότε που διδάσκαμε μετασχηματιστές.

Δανείζομαι το σχήμα σου:

όπου τα πηνία είναι ιδανικά το δίκτυο έχει τάση 220V, στο πρωτεύον έχουμε 220 σπείρες και 20 στο δευτερεύον. Προφανώς η ενεργός τάση στο δευτερεύον θα βγει 20V.

Για να δούμε ρεύμα και ισχύ στο δευτερεύον για διάφορες τιμές αντίστασης .

1) Αν R=20Ω τότε Ιεν2=1Α και Ρ2=20W

2) Αν R=2Ω τότε Ιεν2=10Α και Ρ2=200W

3) Αν R=0,2Ω τότε Ιεν2=100Α και Ρ2=2.000W

Με βάση αυτές τις τιμές του ρεύματος, μπορούμε να υπολογίσουμε και τις ενεργές εντάσεις στο πρωτεύον…

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Διονύσης Μάργαρης

Στο δευτερεύον Διονύση έχουμε μια επαγωγική ΗΕΔ. Το δευτερεύον έχει αντίσταση εσωτερική, Μακρύ σύρμα και λεπτό.

Το καρφί έχει πολύ μικρή αντίσταση. Ουσιαστικά είναι βραχυκύκλωμα.

Ας πάρω όμως κάτι σαν το παράδειγμά σου:

Η τάση στο πρωτεύον είναι 220 V και στο δευτερεύον είναι 22V. Συνδέω αντίσταση 0,01 Ω, ουσιαστικά βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης είναι 22 V/Rεσ, όπου Rεσ η εσωτερική αντίσταση του δευτερεύοντος. Τι βγαίνει; Κάπου  2,2 Α.

Έπειτα…..

Η τάση στο πρωτεύον είναι 220 V και στο δευτερεύον είναι 2,2V. Συνδέω αντίσταση 0,01 Ω, ουσιαστικά βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα βραχυκύκλωσης είναι 2,2 V/R΄εσ, όπου R΄εσ η εσωτερική αντίσταση του δευτερεύοντος. Αυτή είναι πολύ μικρότερη για δυο λόγους. Λίγες σπείρες=μικρό σύρμα=μικρή αντίσταση και χοντρό σύρμα=μικρή αντίσταση.

Η R΄εσ είναι όχι 10 φορές μικρότερη αλλά 1000 φορές μικρότερη της R εσ.

Έτσι το ρεύμα 2,2 V/R΄εσ είναι κάπου 220 Α.

Φαντάζεσαι να είχαμε συμπεράνει ότι υποδεκαπλασιάσαμε την τάση και επομένως θα έπρεπε να υποδεκαπλασιαστεί το ρεύμα;

Στο κάτω-κάτω φαίνεται στα βίντεο. Το ίδιο καρφί σε δευτερεύον 300 σπειρών δεν λιώνει. Σε δευτερεύον όμως 3 σπειρών λιώνει.

Το συμπέρασμα ότι σε κάθε περίπτωση το καρφί διαρρέεται από ρεύμα Vδ/Rκαρφ είναι λανθασμένο.

Δεν μας απασχολεί η ισχύς στο πρωτεύον. Ούτε θα λιώσει, ούτε τσιγκουνευόμαστε το ρεύμα.

 

 

Σπύρος Χόρτης
1 έτος πριν

Γιάννη υποθέτω ότι και στις δύο περιπτώσεις τροφοδοτούμε το πρωτεύον με 220V.

Στην πρώτη περίπτωση το σύρμα του δευτερεύοντος δεν μπορεί να είναι πολύ χοντρό οπότε θα έχουμε μια αντίσταση μεγαλύτερη απo του καρφιού οπότε πιο πολύ θα ζεσταθεί το σύρμα του δευτερεύοντος παρά το καρφί. Στην πράξη βέβαια δεν θα γίνει τίποτε απο τα δύο γιατί θα πέσει η ασφάλεια στο κύκλωμα του πρωτεύοντος.

Στην δεύτερη περίπτωση το καρφί θα λιώσει αφού θα περάσει ρεύμα έντασης >500Α (με δύο σπείρες στο δευτερεύον, τάση 1,7V, 450Α μετρημένα). αρκεί οι τρεiς σπείρες να είναι απo πολύ χοντρό καλώδιο χαλκού (διατομής μεγαλύτερης από 50 mm^2).

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης
Απάντηση σε  Σπύρος Χόρτης

Συμφωνώ Σπύρο. Αυτά φαίνονται καθαρά στα βίντεο.

Δεν καταλαβαίνω γιατί φαίνεται περίεργο το ότι μειώθηκε η τάση στο δευτερεύον και ταυτόχρονα αυξήθηκε το εκεί ρεύμα.

Προχειρότατους υπολογισμούς παρέθεσα σε προηγούμενο σχόλιο, απάντηση προς Διονύση.

Τα πηνία-πηγές έχουν και εσωτερικές αντιστάσεις. Για την περίπτωση σύνδεσης πηνίου αντί βίδας στο δευτερεύον χρειάζονται υπολογισμοί.

Διονύσης Μάργαρης
Διαχειριστής
1 έτος πριν

Γιάννη, δεν είπα να μεταφέρεις την αντίσταση στο δευτερεύον κύκλωμα, μέσα στο πηνίο!!!!

Μίλησα για αντίσταση στο δευτερεύον κύκλωμα…

Για να μην επαναλαμβανόμαστε, συμφωνώ με τον Σπύρο…