Приветствую, дорогие друзья. На связи Тимур Гаранин.
После того, как я опубликовал ролик об осцилляторе Тесла, я получил много вопросов относительно того, как точно рассчитать дроссель для заряда конденсатора. А также как точно рассчитать напряжение, до которого будет заряжен конденсатор.
По большому счёту, чтобы рассчитать эти параметры точно, нужно решить задачу о переходных процессах. Но в нашем случае такая задача не применима. Почему? Потому что чаще всего точное время срабатывания прерывателя нам неизвестно.
Поэтому мы пойдем другим путем, более простым.
Мы воспользуемся простейшими формулами для энергии, накопленной в магнитном поле дросселя, и энергии, накопленной в электрическом поле конденсатора. Откуда далее вычислим конечное напряжение конденсатора.
При этом мы примем постулат, что время переключения равно нулю, и энергия магнитного поля в дросселе без потерь переходит в энергию электрического поля конденсатора.
Формулы энергии электрического поля конденсатора и магнитного поля дросселя известны всем, и выводить сейчас мы их не будем, просто воспользуемся готовыми. Если кому-то интересно, откуда выводится эти формулы, то об этом я детально рассказываю в своем курсе электричество.
А сейчас давайте просто проведем расчет на практике.
Допустим, у нас есть дроссель индуктивностью 2 Генри. Напряжение питания и сопротивление цепи обеспечивают ток через дроссель 1 ампер. Следовательно, энергия, которую способен накопить этот дроссель, равна 1 джоулю.
Как мы условились для упрощения задачи, энергия дросселя после размыкания цепи без потерь переходит в конденсатор.
Допустим, емкость конденсатора равна 20 нанофарадам.
Из формулы энергии конденсатора вычислим, что конденсатор в этом случае зарядится до напряжения 10 кВ.
Вот собственно расчёты закончены.
Ещё раз напомню, что в реальности энергия дросселя в энергию конденсатора переходит с потерями. Никакой прерыватель не размыкает цепь мгновенно. Но так как в большинстве случаев мы не знаем конкретного времени срабатывания прерывателя, то мы вынуждены это время приравнивать к нулю.
И в таком случае расчет сводится к следующему:
- Зная индуктивность дросселя и ток, протекающий через него, мы вычисляем энергию, накапливаемую в магнитном поле дросселя.
- Зная емкость конденсатора, и приняв, что вся энергия дросселя перешла в энергию конденсатора, мы рассчитываем до какого максимального напряжения теоретически заряжается конденсатор.
На сегодня всё. Пишите в комментариях, как всегда, о чём вы ещё хотели бы услышать. Всем удачи!
