btr

Задача про две батарейки может ввести в ступор даже смышленого студента.

Что будет, если включить две идеальные батарейки с разными ЭДС параллельно?
Кто кого сборет?

Две идеальные батарейки с разными напряжениями включены параллельно через нагрузочное сопротивление.
Какую мощность выдает в цепь батарейка с максимальным напряжением?
Куда девается мощность, поглощенная второй батарейкой, у которой внутреннее сопротивление равно нулю?
(аккумуляторы не рассматриваем)

Это вопросы без приколов, и являются "классикой" при изучении электротехники.
Проходил всё это в процессе "электрического самообразования", учителей, к сожалению", рядом не было :)

Valery
Ваша вторая задача с последним вопросом заставляет задуматься о выполнении закона сохранения энергии и даëт подсказку для решения первой задачи. Хотя может быть я и не правильно решил. Подожду ответов от наших оппонентов.

Как же параллельное соединение R и XL: R*jXL/(R+jXL) - привести к нормальному виду?

Забейте формулу в Excel в строку и клонируйте их потом вертикально. По результатам будет легко график построить.

Timofejka
Формулу можно преобразовать, умножив числитель и знаменатель на (R-jXL)

R*jXL/(R+jXL) = R*XL^2/(R^2+XL^2)+j(R^2*XL/(R^2+XL^2))

тогда, подставив наши значения R=50 и XL=100, получим

40+j20

Т.е. параллельное соединение резистора 50 Ом и катушки с индуктивным сопротивлением 100 Ом
эквивалентно последовательному соединению резистора 40 Ом и катушки с индуктивным сопротивлением 20 Ом.

Mihaill
Формулу можно преобразовать

Мне было лень умножать числитель и знаменатель на комплексно сопряженное, чтобы освободиться от комплексности в знаменателе.
Завел Вашу формулу в Маткад и использовал известную формулу для вычисления КСВ.
Результат вычислений на скрине, картинка похожа на график КСВ, полученный экспериментально.
Индуктивность двухвитковой рамки L=4 uH.

Короче, с Вашей помощью разобрались, откуда у меня вылез красавец КСВ "на опыте" :)


Теперь стало понятно, что "терминация" работает на частотах выше 2 МГц.
А на низких частотах сама рамка терминирует терминатор :)))

Valery
тогда на низких поможет последовательный резистор в составе рамки

Mihaill
Т.е. параллельное соединение резистора 50 Ом и катушки с индуктивным сопротивлением 100 Ом
эквивалентно последовательному соединению резистора 40 Ом и катушки с индуктивным сопротивлением 20 Ом.

Но учтите, практически, это работает только на одной частоте (или в каком то диапазоне частот). Т.к. реактивное сопротивление, с изменением частот, меняется в последовательной и в эквивалентной параллельной цепях не одинаково (имеется в виду, если поставите на место XL обычный конденсатор).

Timofejka
Это понятно. Но фраза в целом правильная. На любой частоте индуктивное сопротивление может быть равно 100 Ом при соответствующей этой частоте индуктивности. И формула работает для любой частоты, но для каждой частоты - своя индуктивность L=XL/2*PI*f.
Конечно для какой-то определённой катушки индуктивности это будет фиксированная частота, на которой XL=100 Ом.

Например, для частоты 3 МГц параллельное соединение резистора 50 Ом с катушкой индуктивности 5,31 мкГн (XL=100 Ом) будет эквивалентно последовательному соединению резистора 40 Ом с катушкой индуктивности 1,06 мкГн (XL=20 Ом).

но не так , что шунтом при высоких КВ падает чувствительность по полю (а это решающий параметр для приёма) и поэтому не лучше ли поставить последовательный резистор в рамку?

Я опять что-то не догоняю, зачем в источник сигнала ставить резисторы, там и так слабый сигнал, каждый дБ важен. Или будем работать на передачу? Петля эквивалентна последовательному соединению индуктивности и резистора. Rfsimm прекрасно считает согласующую ёмкость,

ats52
когда от резонансного режима получаются глубокие провалы по КПД передачи энергии, вставленный резистор сглаживает и провалы и завышения в кое что среднее. Т.е. с такими резисторными петлями получаем по всем частотам одинаково умеренный приём, вместо того, что где то супер, а где то никак. Вот весь смысл резистора в петли и практикуется это в известных (втч и профессиональных) широкополосных СДВ...КВ-антеннах.

Может для измерительной петли важно иметь во все стороны по 50Ом, но мне больше понравилось получать прибавку около 10 дБ, что на СВ, что на КВ за счёт просто установки доп. емкости у петли. Ну и пусть будет провал до той величины, что без согласующей емкости, зато имею подьем там, где мне хочется. Большие провалы я наблюдал с Веревкой, так там они и должны быть. Где-то она работает соизмеримо с настроенной петлёй, а где-то на 10....20 дБ ,если не больше, даёт выигрыш. Минивип единственный может похвастать приличной равномерностью, но тоже проигрывает верёвке

ats52
это всё про широкополосности. Если нужен только 20м , то надо делать рамку строго под 20м и не надо ломать себе голову насчёт убогого КСВ на других частотах. А может даже быть, что приёмник на 20м высокоомный (ламповый) и трансформация на кабеле будет выгодно от низкоомной рамки.

ats52
Опыты показали уже, что ниже 10 МГц с продуманными рамками и Е-зондами можно достучаться до эфирных шумов т выигрыщ проволочной антенны берется от пространственной селективности, если конструкция это позволит.
Уже можно считать успехом, если удастся делать рамку ,которая широкоплосно от СДВ до 10 МГц слышит эти атмосферные шумы. Она может дать лучше приём по сравнению к Е-зонде, если это улучшение идёт от подавления помех насчёт ДН рамки с глубокими провалами.

Но глубокие провалы по науке получаем только при согласоваании на кабель.... снова день добры, шли по кругу.

поэтому не лучше ли поставить последовательный резистор в рамку?
вставленный резистор сглаживает и провалы и завышения в кое что среднее

Коаксиальный кабель, нагруженный на резистор с сопротивлением, равным волновому сопротивлению кабеля, с другого своего конца имеет чисто активное входное сопротивление, равное волновому сопротивлению кабеля. Поэтому мы можем заменить такую схему включения эквивалентной, подключив этот нагрузочный резистор непосредственно к источнику сигнала без кабеля.
Вопрос: можно ли загнать бОльшую мощность в нагрузку путём включения между источником сигнала и нагрузкой дополнительного резистора, как предлагает Хайо?

Mihaill
параллельный шунт давит на чувствительность по полю при высоких частотах, а последовательный будет снизить чувствительность на низких, где это не так критично.

Хайо
параллельный шунт давит на чувствительность по полю при высоких частотах, а последовательный будет снизить чувствительность на низких, где это не так критично.

Верно. Давит чувствительность, но нигде не повышает.

Mihaill
повышает на частотах, где без него глубокий провал и ничего не ловится. Это к вопросу широкополосности, а не к отдельной максимальной чувствительности на ондой частоте или гармоничным частотам.

На НЧ индуктивное сопротивление маленькое- последовательный резистор равный волновому сопротивлению будет выравнивать КСВ до единицы, а на ВЧ наоборот он бесполезный- на приём не давит сигнал и на передачу никак не влияет. Идеальный вариант-это иметь рамку с нулевым индуктивным сопротивлением ;) .

Хайо
повышает на частотах, где без него глубокий провал и ничего не ловится.

Не понятна "физика" этого явления.

Например, с трансформатором эта физика понятная и простая.
Висит у меня наклонный диполь на восьмидесятку, запитан несимметрично.
Анализатором вижу 4..5 резонансов, где КСВ на передачу вполне приличный, но на прием в широкой полосе частот сей диполь работает неважно.
(именно, в широкой полосе)

Подключаю диполь через транс 1:4 убиваю эти пять резонансов, нооо.....
на других частотах прием значительно улучшается за счет улучшения согласования.
И мне глубоко плевать, что в нескольких точках согласование ухудшилось, зато во в диапазоне частот согласование улучшилось и КСВ не превышает трешки.

С длинным лучом использую транс 1:9.
"Физика" та же самая.

ats52
Идеальный вариант-это иметь рамку с нулевым индуктивным сопротивлением ;) .

А для полной идеальности нужно еще добавить транс с коэффициентом трансформации по напряжению 1:50 :)

Хайо
повышает на частотах, где без него глубокий провал и ничего не ловится

Вы вроде не возразили против эквивалентной схемы с резистором нагрузки без кабеля. Это как же может добавка последовательно к резистору нагрузки дополнительного резистора увеличить сигнал на нагрузке на каких-то частотах? Пример, пожалуйста, приведите такого источника сигнала с конкретными частотами.

Mihaill
Вопрос: можно ли загнать бОльшую мощность в нагрузку путём включения между источником сигнала и нагрузкой дополнительного резистора, как предлагает Хайо?

Такой вопрос называется "риторическим" :)

ats52
На НЧ индуктивное сопротивление маленькое- последовательный резистор равный волновому сопротивлению будет выравнивать КСВ до единицы

Но у нас же приëмник, а не передатчик. И как вы правильно заметили, при правильно согласованном кабеле со входом приëмника, КСВ=1 будет всегда, независимо от импеданса антенны.

Mihaill

Если не употреблять всуе слово из трех букв, я имею в виду КСВ :), то путаницы будет меньше.
Можно заменить КСВ на коэффициент отражения, у радистов так и принято.
Правда, мне, как электрику-любителю, больше нравится КСВ :)

Mihaill
беда с эквивалентными схемами - они не всегда эквивалентны с полной функциональностью. Т.е. эквивалентность может распространяться только на часть свойств, если делать выводы о применении. Также можно пересчитывать параллельный и поледовательный клебательный контур, но для реальной схемы в эксплуатации это может быть бес смысла. Хотя по математике всё правильно шло и в глобальных выводах тоже.

Особенно когда образуются стуктуры как ФНЧ или ФВЧ и ещё несимметричной топологии, то схемы в эквивалентном перерасчёте могут терять практический смысл.

Mihaill
апериодическое выравнивание АЧХ с резисторами убирает пики Кпер и убирает провалы. Глобально этот метод убавит Кпер. Но главное, там где до этого был глубокий провал, останется некритичный провал. Т.е. метод избавит систему от глубоких провалов, ценой убаки пиков Кпер. Это вопрос к разработчику, настолько можно жить с глобальным уменьшением Кпер, или, настолько важно закрыть дыры в АЧХ (КПД по передаче мощности).

Хайо
апериодическое выравнивание АЧХ с резисторами убирает пики Кпер и убирает провалы. Глобально этот метод убавит Кпер. Но главное, там где до этого был глубокий провал, останется некритичный провал. Т.е. метод избавит систему от глубоких провалов, ценой убаки пиков Кпер. Это вопрос к разработчику, настолько можно жить с глобальным уменьшением Кпер, или, настолько важно закрыть дыры в АЧХ (КПД по передаче мощности).

Может я не прав, но мне кажется, что ни при каких импедансах передатчика и импедансах приëмника невозможно увеличить КПД передачи добавлением в схему активного сопротивления, как последовательно с нагрузкой, так и параллельно. Это закон природы такой :)). Если вы решили его опровергнуть, то конкретный пример с импедансами, номиналом дополнительного спасительного резистора и частотой, на которой это чудо происходит, предоставьте, пожалуйста.

Mihaill
глобально это так, что нет конечно, резистор пожрёт энергию. Но на отдельных частотах, где от резонанса получаются экстримальные неправильные соотношения импедансов и следовательно мизерный КПД передачи мощности, там приглушить резонанс приводи к тому, что из очень плохого КПД станет хоть какой то удовлетворительный. Можно это понимать как ямочный ремонт дороги. Лучше в целом не станет, но уже не тресёт)

В усилителях в коллекторную цепь ставить 100 Ом протв резонансов никого не смущает ведь. Или в широкополсоных усилителях к обмоткам трансформаторов ставить резисоры на терминироваание, нормальная практика, или между каскадами ШПУ ставить 3...10дБ аттенюаторы. Это всё с той же оперы, терпимо пожертвовать Кпер и получать ровную АЧХ по всему рабочему диапазону.

Хайо

Трансформаторное согласование для малых рамок лучше чем резистивное)). Проверено. Поэтому не вижу никакой практической пользы ставить резистор 50Ом в рамку, кроме как с целю поддержания полемики. Причем, мой опыт по использованию трансформатора 8:1 для рамки Мёбиуса никто особо не хочет применять, а зря.