RA6FOO
Вы при эксперименте не должы вывести трансформатор за пределы его штатной мощности, иначе будет не понятно, что Вы там исследуете. Но точно не работу трансформатора. Скорее его пожароустойчивость.

Ставили две обмотки по ровно 18 В - встречно, от них никакого внесения мощности нет, а обмотка 10 В нагружена просто на омическое сопротивление всех медных сопротивлений трёх обмоток. Это для стандартного трансформатора режим КЗ и Вы этим ничего не доказываете. Ставьте в цепь резистор, с которым Вы установите мощность системы в пределах допустимой для трансформатора или лучше даже 10...20 % от допустимой. Тогда есть о чём рассуждать и трансформатор работает ближе к идеалу.

Ставьте в цепь резистор, с которым Вы установите мощность
системы в пределах допустимой для трансформатора

Он уже стоит, квадрат напряжения на нем (10 В)
разделите на потребляемую мощность (23 Вт).
Получится почти (на 10...15 % больше из за других потерь) его сопротивление.
Габаритная чуть больше потребляемой. По моим расчетам 25 Вт

p.s.
Не стоит так много писать мне, я уже понял что ответа
на мой вопрос 06 Июн 2023 21:34:46 у вас нет.

Ефвфы
В Википедии, в статье о векторе Пойнтинга, приведена такая картинка:

Увеличить
Всё ли там верно?

Это лишь иллюстрация, она показывает только направления векторов (и то не везде - не в каждой точке пространства. У меня картинки с тем же недостатком. Ведь невозможно на рисунке изобразить векторы каждого поля в каждой точке трёхмерного пространства, да ещё и с правильной их величиной.)

Верно Вы говорите о величине полей - они убывают с увеличением расстояния до проводов. Когда два провода расположены далеко друг от друга, то можно приближённо считать, что векторное поле Пойнтинга заметно отличается от нуля только вблизи каждого провода.

Векторное поле Пойнтинга показывает распределение плотности потока энергии по пространству. Сам же поток энергии через какое-либо сечение пространства, это интеграл вектора Пойнтинга по площади сечения, т.е. сумма проекций вектора Пойнтинга на нормали к элементам площади, умноженных на сами элементы площади.

С определёнными оговорками (низкая частота, потенциальность электрического поля, хотя бы приближённая) доказывается, что такой интеграл равен U·I, т.е. он не зависит от расстояния между проводами и вообще от конфигурации расположения проводов; по сути, это есть обоснование формулы P=U·I для электротехники, после которого в электротехнике можно спокойно забыть о Пойнтинге. А в задачах антенной тематики - про распространеие ЭМ-волн по пространству, про излучение антенн, - вектор Пойнтинга полезен для расчётов.

Михаил UA4NE о связи вектора Пойнтинга с полным потоком энергии сказал чётко: величина вектора Пойнтинга имеет смысл плотности потока мощности на единицу площади сечения м², и она действительно будет уменьшаться с увеличением расстояния между проводами. Но сумма (интеграл) по всей площади сечения от расстояния не изменится.

В паре близких (или обвитых друг вокруг друга) проводов энергия течёт в нагрузку вдоль проводов в основном между ними; и вокруг проводов, как бы обволакивая провода.

Valery
В одиночном проводнике с током Пойнтиг вообще чудит. В курсе "Общей физики" после интегрирования полей вкруг одиночно провода вектор оказывается перпендикулярным проводу. В учебнике с названием "Электричество" Пойнтинг направлен вдоль провода.

Вникайте в постановку задач, и не будет у Вас Пойнтинг чудить:

1. Пойнтинг перпендикулярен проводу, когда этот провод имеет сопротивление и когда это сопротивление рассматривается в задаче как единственная нагрузка для источника, т.е. провод тут служит резистором, в который поступает вся мощность из источника. В этой картине электрическое поле не равно нулю внутри провода: оно направлено вдоль провода везде внутри провода вплоть до его поверхности. А магнитное поле - по окружностям вокруг провода (как и в идеальном проводе без сопротивления). Вот и получается, что:

а) Пойнтинг (он будучи векторным произведением перпендикулярен и магнитному полю и электрическому) направлен перпендикулярно к оси провода. И вычисленный по этому Пойнтингу поток энергии равен джоулеву теплу, выделяющемуся в таком сопротивлении.

б) Электрическое поле внутри провода (то самое, направленное вдоль провода) дает только омические потери в проводе, но оно не переносит энергию по проводу к другим потребителям в цепи.


2. Если сопротивлением провода пренебрегают и провод служит "указателем дороги" для энергии к нагрузке (к сопротивлению, о котором речь шла выше), то электрическое поле внутри такого идеального провода равно нулю (всё падение напряжения будет на нагрузке, а не на проводе с нулевым сопротивлением). А значит и Пойнтинг внутри провода равен нулю. А снаружи такого провода векторы электрического поля торчат радиально - перпендикулярно поверхности провода. Вот и получился Пойнтинг снаружи провода, параллельный поверхности провода. Ну а там, где провод доходит до резистора, там Пойнтинг разворачивается и утыкается препендикулярно в поверхность резистора (т.к. на резисторе есть падение напряжения и значит есть электрическое поле вдоль резистора).


3. А какая получается картина, когда ток течёт к нагрузке по проводу не идеальному, а имеющему сопротивление? Тогда электрическое поле снаружи провода не строго радиальное к проводу, а наклонено к поверхности провода. Составляющая этого эл. поля, касательная к поверхности провода (а также продольное эл. поле внутри провода), даёт вклад в перпендикулярную к проводу часть Пойнтинга - это омические потери в проводе. А радиальная часть электрического поля снаружи провода (она только снаружи и есть, внутри провода нет радиального эл. поля) даёт Пойнтинга вдоль провода - это распространение электроэнергии к нагрузке.

Т.е. в этой картине Пойнтинг снаружи провода не строго параллелен проводу, как было бы в случае идеального провода, а наклонён своим остриём к проводу - имеет составляющую, которая смотрит внутрь провода.

А когда провод сам сжирает всю энергию, т.е. когда такой провод сам является нагрузкой и никуда больше электроэнергию не доставляет, тогда весь Пойнтинг воткнут внутрь провода. Вот этот случай Вы и видели в курсе "Общей физики". А в учебнике "Электричество" был, значит, идеальный провод - не имеющий сопротивления.

wazzoo
Что же - я обязательно их (векторы Пойнтинга) изучу, хотя мне пока не удается упаковать в логический аппарат вот эту вот картину - источник 1 ватт, поток энергии в/через/из системы - 1 ватт. Но где-то у нас почему то появляется скорость передачи энергии 99 ватт "туда" и 99 ватт "обратно". Здесь чисто логический вопрос - если это происходит попеременно - то куда и откуда?

Ниже на рисунках я попытался схематическим изображением полей между проводами пояснить, куда и откуда циркулирует энергия. Циркулирует она не попеременно, а одновременно, как бы толчками: если принять, что первичное напряжение изменяется во времени по закону типа cos(2пи·f·t), то мощность на клеммах одной и другой вторичных обмоток изменяется во времени по закону cos²(2пи·f·t). Т.е. не туда-сюда, а только в одном направлении для каждой обмотки: из клемм более высоковольтной обмотки вытекает, одновременно в клеммы менее высоковольтной обмотки втекает.

А если одновременно, то снова получаем, что 0 ватт - т.к. математически двигаться 99 км/ч туда и обратно одновременно можно, но физически - нет )

Можно и физически двигаться - по разным путям в пространстве; ниже на рис. такие пути показаны.

Аналогия: бегуны на стадионе по одной дорожке бегут в одну сторону, и одновременно по противоположной дорожке бегуны бегут в обратную сторону. При этом нельзя сказать, будто бегут 0 человек, т.е. будто никто не бежит. Легко представить себе и то, как на каждом круге один бегун уходит отдыхать (1 ватт выделяется в нагрузке), а новый бегун вступает в этот бег (1 ватт поступает из источника).

Так же и попутные вопрос - ладно, в идеальной системе, но в реальной на это движение туда/сюда 99 ватт должна тратиться энергия - понятно, что это энергия источника, но куда именно она тратится? На нагрев проводов? На нагрев сердечника? На излучение "в бездну"? Куда-то еще?

Поскольку речь уже идёт о круговороте именно энергии, а не чего-то иного, это и значит, что она движется, а не тратится. В реальном трансформаторе есть обычные потери на нагрев проводов и железа (а излучением на частоте f и на её гармониках обычно пренебрегают в случае низкой частоты). Потери зависят от величины токов в обмотках, так что, напрямую они не связаны с круговоротом этих 99 ватт.

Интуитивно понятно, что физически должны быть отличия между наличием обмотки, намотанной проводом, идеально сложенным пополам и её отсутствием - иначе и быть не может, ведь эти отличия есть де-факто. Но важно (мне) понять, в чём суть этих отличий - т.к. с точки зрения передачи энергии из источника в резистор этих отличий нет, значит они есть в чем то другом.

Основные отличия происходят из того, что место соединения двух обмоток, намотанных одним сложенным проводом (речь о месте сгиба провода), запрятано внутрь трансформатора и не является доступным снаружи в виде клемм двух независимых обмоток.

В этом случае наружу выведены только два конца провода - тем самым тут мы имеем устройство именно с одной вторичной обмоткой, а не с двумя. Действительно, к двум её клеммам мы можем подключать нагрузочный резистор, но не можем с двух половин такой обмотки выводить мощность двумя разными путями в пространство снаружи трансформатора. И поэтому картина круговорота 99 ватт тут не возникает.

Определять тут мощность по формуле P=U·I на клеммах вторичных обмоток проблематично ещё и не только из-за упомянутого отсутствия нужных клемм, но и из-за того, что запрятанное внутрь соединение находится в месте сосредоточения переменного магнитного поля; там электрическое поле - не потенциальное. (Об определении напряжения на клеммах катушек индуктивности см. в ФЛФ вып.6 "Электродинамика", гл. 22 "Цепи переменного тока", § 1 "Импедансы", вот скриншоты фрагментов страниц 166 и 167: flf6_p166.png, flf6_p167.png.)

В случае же, когда наружу выведены клеммы обеих вторичных обмоток, не важно, как катушки были намотаны - двойным проводом или по очереди каждая. Важно, что это явно другое техническое устройство - здесь появляется возможность подключений к клеммам разных приборов, соединений, возможен выбор направления токов в обмотках друг относительно друга. И, главное для нашего обсуждения: при наличии двух пар клемм можно разнести пары проводов в пространстве, и тем самым явным образом направить потоки энергии по разным путям: см. ниже на рисунках.

-----------------------

Ниже на рисунках (их желательно представлять себе как объёмные, 3-мерные изображения) показаны мгновенные ток 1 А при R=1 Ом и напряжения U2=3 B и U3=2 В в тот момент времени, когда в каждой паре проводов потенциал на верхнем проводе больше потенциала на нижнем проводе. Условные значения потенциалов обозначены цифрами со знаками плюс и минус. Соединённые друг с другом провода имеют одинаковый потенциал. Для простоты сопротивление проводов считается равным нулю. Напряжения равны разностям потенциалов.

Векторы электрического поля E и магнитного поля B схематично изображены между проводами. Там их величина максимальная, и там сосредоточен поток энергии, изображённый вектором Пойнтинга П. В любой точке пространства вектор Пойнтинга направлен как векторное произведение [ExB] полей в этой же точке пространства. Через каждые полпериода меняется полярность мгновенных напряжений и тока, поэтому E и B меняют своё направление на противоположное, а направление вектора Пойнтинга не меняется.

Для сравнения показано не только такое подключение R ("противофазное"), при котором полярности тока в обмотках противоположны, но другое подключение R ("синфазное") к тем же парам проводов - тогда токи синфазны, и потоки энергии направлены от обеих обмоток к R:


Увеличить

Любой из потоков энергии можно "перехватить" дополнительным нагрузочным резистором. В том числе, в нижнюю на схеме обмотку (с напряжением U3) поток энергии, который некоторыми участниками обсуждения воспринимается как не настоящий, "математический", можно перехватить резистором, подключив его вместо обмотки. (Вы раньше сами уже предлагали такое подключение - в схеме с аккумулятором включить резистор вместо аккумулятора.) При этом ток, напряжение, поля E и B и вектор Пойнтинга в проводах, идущих к R и от R, - всё останется таким же, как на указанной выше "противофазной" схеме, и поток энергии (в ед. времени) проявится теперь прямо наощупь - как реальная мощность тепловыделения в резисторе-перехватчике:


Увеличить

Поскольку вторая вторичная обмотка здесь отпаяна и не принимает энергию, эту энергию дополнительно принимает от источника V1 первичная обмотка; и передаёт её через магнитное поле внутри трансформатора во вторичную обмотку. Если такой процесс движения энергии через обмотки не вызывает удивления, то, думаю, не должен удивлять и процесс движения такого же количества энергии по кругу через вторичные обмотки в "противофазной" схеме, без резистора-перехватчика. (Ведь нет принципиальной разницы между устройством первичной и вторичных обмоток; обмотки становятся первичными или вторичными в зависимости от схемы включения трансформатора.)

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги
и магнитные свойства стали сердечника.

Valery
Серийный трансформатор при нагрузке габаритной мощностью и сетевом 250 В уже почти в насыщении. Если недолго, чтобы не перегрелся, загнать туда его несложно. И по вольтметру и амперметру в первичке определить, что уже насыщение.

Не стоит так много писать мне, я уже понял что ответа
на мой вопрос 06 Июн 2023 21:34:46 у вас нет.
RA6FOO
он не может быть, пока не ясна цель испытания и условия эксперимента.

Мой ответ пока такой, что при условий работы трансформатор на малую долю его паспортной мощности мы имеем дело с почти идеальным трансформатором. А так как в таком случае магитная связь крепкая между обмотками, никакие сверхмощные вплески не ожидать и можно всё измерить обычными классическими методами и бюджетной техникой.

Если хотите делать замер без этого резистора, тогда нужно к первичной обмотке подавать малое напряжение, чтобы опять вписаться в маломощный режим.

Гладко было на бумаге, да забыли про овраги
и магнитные свойства стали сердечника.
RA6FOO
поэтому мой совет на эксперимент, делать всё на малой доли паспортной мощноости.

Sinus
можно как Вы это доказать, а можно и через эквипотенциальные точки вести разъяснение. А это как раз выведёт из тени причинную цепочку для возникновения тока.
ПРоще говоря, между эквипотенциальными точками нет нарпяжения и нет тока. Вычислим в схеме эти точки, уберём этот цоколь и ведём расчёт на "сухом остатке".

Это то же самое, что в час пик всем нужно ра работу (завершать работу и тратить энергию ) и в станцию метро заходят 100 человек и выходят 99. Это есть режим реальных потоках, из кторого можно делать бессмысленный вывод, что всего 1 человек зашёл.
А поздной ночью на самом деле только один человек заходит, но академик "придумает" 100 человек, которые заходят и 99 , которые выходят. Но в этот час нет ни у кого в городе нет причины двигаться куда-нибудь и заходит только один. И всё.

Так и со встречными обмотками. Нет никаких причин на реальные токи в отдельности. Есть только одна причина для тока - разница обмоток и только этот ток течёт и только от этого идёт передача энергии от источника в резистор.

Хайо
ПРоще говоря, между эквипотенциальными точками нет нарпяжения и нет тока.
Уже кто-нибудь выгонит отсюда этого новоявленного одноваттника - сам он не уйдет...
Так и будет нести чушь.

Хайо
ПРоще говоря, между эквипотенциальными точками нет напряжения и нет тока.

В чём здесь чушь, Amw? Читаю вашу писанину и не понимаю - как можно так не уважать своих оппонентов...

AVIAAMATOR
для Amw не важно решение задачи. Он всеми остаточными мозгами занят классификацией людей. Оставьте его в покой. Вдруг происходит чудо и просвет и он родит грамотно сформулированную задачу с однозначно единственным решением.

Один источник состоит из 100 одновольтовых элементов, другой из 99-ти... Схема та же, резистор 1 Ом, ток 1 А.
В этой схеме добавляем 99 перемычек, которые соединяют точки с равными потенциалами.
Через какую перемычку потечет какой ток? Олухи...
Хайо, ты хамло и заткни своё хайло...
AVIAAMATOR
В чём здесь чушь? Хамло вы, Amw...
Ещё один придурок приперся... Из всех щелей так и лезут.

хамло и заткни... приперся
Amw

Увы, уровень "разговора" очевиден...
И тема интересная, и люди подходят знающие (Sinus и др.), но от таких "собеседников" лучше держаться подальше.

И тема интересная, и люди подходят знающие (Sinus и др.)
Ещё бы!
Привлечь Пойнтинга к описанию работы трансформатора
кроме него не догадался ни один автор книг и статей на эту тему.
(если я ошибаюсь, дайте ссылку)

Увы, уровень "разговора" очевиден...
Увы.
И цель тоже.
Разговор о том, что нельзя ни доказать, ни опровергнуть, о ничто.
Цель этих проповедей, лишь оставить мусорный след в головах паствы.

Ещё бы!
Привлечь Пойнтинга к описанию работы трансформатора
кроме него не догадался ни один автор книг и статей на эту тему.
RA6FOO

Ответ на этот вопрос может дать только сам Sinus - почему он привлёк вектор Умова-Пойнтинга к описанию работы трансформатора.

А, вообще, у меня сложилось впечатление, что Sinus - очень толковый специалист и преподаватель, чтобы "вправлять мозги" студентам в области электродинамики.

Хайо, зачем так много слов?
Обмотка при выходном напряжении 100 В выдаëт в нагрузку 1 А. Какова мощность, выдаваемая этой обмоткой в нагрузку? По-моему такая задача и школьнику по плечу. Что вы там выдумываете на пустом месте?

AVIAAMATOR
Увы, уровень "разговора" очевиден..
А ты думаешь свой хамский пост
В чём здесь чушь? Хамло вы, Amw...
Исправил на
В чём здесь чушь, Amw? Читаю вашу писанину и не понимаю - как можно так не уважать своих оппонентов...
И теперь стал "белым и пушистым"? Нет уж, нарвался - так получай...
Ещё и трус к тому же.

Нет уж, нарвался - так получай...
Amw

Спасибо, получил. Но, остаюсь при своём мнении - у вас неправильное отношение к оппонентам, имеющим другую точку зрения, даже если они в чём-то ошибаются.

AVIAAMATOR
А ты, прежде чем мне хамить, прочитал что эта гнида Хайо постоянно в мой адрес пишет? А я долгое время внимания не обращал... Рефери, тоже мне, нашелся.

AVIAAMATOR
у вас неправильное отношение к оппонентам, имеющим другую точку зрения
У него не "точка зрения" - он пришел с нулевыми знаниями и пытается тут всех учить в хамской форме.
У меня, к сожалению, такой выдержки, как у Sinus нет.

AVIAAMATOR
А, вообще, у меня сложилось впечатление, что Sinus - очень толковый специалист и преподаватель
Как специалист - да.
Как преподаватель - анти, wazzoo это достаточно хорошо обосновал.
Как проповедник секты - имеет все признаки проповедника.

Mihaill
зачем так много слов?
Обмотка при выходном напряжении 100 В выдаëт в нагрузку 1 А. Какова мощность, выдаваемая этой обмоткой в нагрузку? По-моему такая задача и школьнику по плечу. Что вы там выдумываете на пустом месте?

У меня не "выдает" 100 Вт.
Антенна запитана через транс, напряжение на клеммах антенны 100В, ток 1А.
Мощемер трансивера поазал 50Вт излучаемой мощности.

Хайо
Нет никаких причин на реальные токи в отдельности. Есть только одна причина для тока - разница обмоток и только этот ток течёт и только от этого идёт передача энергии от источника в резистор

Токи можно разделить направленным ответвителем :)

Valery
думаю, если всё мерить калиброванной техникой с понятной методикой, то никакой аномалии нет с Вашей антенной. Показомеры - это на показ. Нужны изииерители.

Токи можно разделить направленным ответвителем :)
предлагаете техническое решение. Пристрою к своему счётчику)))

Как преподаватель - анти, wazzoo это достаточно хорошо обосновал.
RA6FOO - одноваттник, такой же как wazzoo.
Вот как раз члены неизлечимой секты. Sinus'а я предупреждал, что для этой публики его усилия напрасны.

RA6FOO
Как проповедник секты - имеет все признаки проповедника.
AVIAAMATOR и Вы считаете, что с этой публикой можно корректно дискутировать?

Хайо
думаю, если всё мерить калиброванной техникой с понятной методикой, то никакой аномалии нет с Вашей антенной. Показомеры - это на показ. Нужны изииерители.

Переключился на другую антенну и мощемер показал 100Вт.
Это только батареечник умножат U на I, а у нас ток переменный, поэтому "возможны варианты".
Это так, к слову...

Токи можно разделить направленным ответвителем :)
Хайо
предлагаете техническое решение. Пристрою к своему счётчику)))

Генитальное всегда просто!
Батареешник уже предложил год назад очень простое решение сепарации токов.

Sinus

Аналогия: бегуны на стадионе по одной дорожке бегут в одну сторону, и одновременно по противоположной дорожке бегуны бегут в обратную сторону. При этом нельзя сказать, будто бегут 0 человек, т.е. будто никто не бежит. Легко представить себе и то, как на каждом круге один бегун уходит отдыхать (1 ватт выделяется в нагрузке), а новый бегун вступает в этот бег (1 ватт поступает из источника).

Это прекрасная аналогия - осталось только провести её обратно в наши +/-99 ватт. Кто (какая группа) является одиними 99 ваттами и кто другими? Не обмотки (их две) а именно энергии - какие две энергии бегут навстречу друг другу одновременно? Это должна быть разная физическая сущность в пространстве-времени - иначе это будет один и тот же бегун, который бежит в обе стороны одновременно. Я уверен, что нет труда это описать "на пальцах" - будь то два разных "набора" зарядов или частиц или компоненты поля и т.п. Даже резистор можно поделить на части - группы атомов, описывая разные тепловые потоки - включая отдельный нагрев солнцем черной его поверхности. Так вот пока у нас не появится две отдельные в пространстве-времени сущности по 99 ватт - у нас будет именно 0 ватт - в силу базовых физических законов, совмещенных с законами логики.

Хайо
Это то же самое, что в час пик всем нужно ра работу (завершать работу и тратить энергию ) и в станцию метро заходят 100 человек и выходят 99. Это есть режим реальных потоках, из кторого можно делать бессмысленный вывод, что всего 1 человек зашёл.
А поздной ночью на самом деле только один человек заходит, но академик "придумает" 100 человек, которые заходят и 99 , которые выходят. Но в этот час нет ни у кого в городе нет причины двигаться куда-нибудь и заходит только один. И всё.

Вот верно подмечена разница. Я так пока и не увидел два отдельных движения по 99 ватт. Они есть математически в модели P=U*I, но для меня (пока что по крайней мере) отсутствуют физически. Я не могу понять, где в пространстве-времени движутся эти 99 ватт навстречу другу другу ни попеременно ни одновременно. 1 ватт прекрасно движется от источника через поле в резистор и далее вовне системы. А где там появляются и исчезают 2 раза по 99 ватт - не понятно.
Ведь ток - один на всю эту длинную обмотку, и колебания частиц - одни и те же и происходят они со скоростью 1 ватт. Т.е. это наши 199 бегунов (199 витков обмоток) каждый по отдельности и все вместе движутся со скоростью 1 км/ч