Теоретическая тема про мощность источника

[UR4III]

Прошу прощения за задержку.

Хотелось бы увидеть Ваш разбор расчета мощности источника при:

Сообщение от UR4III
Угол между напряжением на клеммах источника и током через него может быть любым: как меньше, так и больше 90 гр.

С удовольствием! Только гложут меня сумрачные сомнения… Ещё вчера Вы опубликовали список самоучек, замахнувшихся на электродинамику Максвелла, а с давних пор я вам не коллега. С чего вдруг появилась ваша просьба?

Отвечая Вам, исхожу из двух оснований. Первое – пропаганда двух входного питания антенн. Второе – а вдруг, Вы изобрели что-то ценное, а поучится хорошему, невзирая на личность автора, не зазорно. Усаживайтесь по удобнее, начинаю.

Когда я познакомился с двух входным питанием антенн, то пришёл к выводу, что его логично применять в укороченных антеннах. Укорочение полотна антенны приводит к снижению Rизл, но появившаяся направленность излучения может обеспечить Ga, сравнимое с Ga полноразмерной антенны. В итоге при дефиците площади для размещения полноразмерной антенны двух входное питание актуально и в городе и в деревне. Особенно на диапазонах 80 и 160 м. Так и появилась IV с этим способом питания. IV

Действительная часть входного сопротивления одного из портов оказалась со знаком минус. Отрицательное сопротивление в природе не существует и я отнёс этот казус к операциям с комплексными числами.
Однако появились товарищи, которые пояснили, что знак минус перед действительной частью входного сопротивления свидетельствует о том, что данный источник является потребителем энергии, а не её генератором. И прежде, чем рассчитывать антенну с мизерным кпд, лучше почитать ТОЭ.

Почитал и уяснил, что электротехника в описывает явления, связанные с постоянным и квазистационарным переменным током. Если включить два источника с разной величиной эдс встречно (т.е. противофазно), то работать будет тот, у которого величина эдс больше, а второй будет потреблять энергию. Не во всём согласился с этим тезисом, так как антенны питаются ВЧ током и здесь нужно учитывать набег фаз. Посему построил векторные диаграммы обоих источников. Оказалось, что угол между током и напряжением из-за большой емкостной реактивности у источника-генератора достаточно большой, а такой же угол у источника- потребителя превышает 90°.
Причём, если у генератора угол, к примеру 80°, то у потребителя он зашкаливает за 90° примерно на такую же величину, на которую у генератора недошкаливает, т.е. у потребителя угол 100°.
Далее, если разложить вектора токов на действительные и мнимые части, то окажется, что у потребителя активная составляющая тока течёт против его эдс, а у генератора синфазно с эдс. Т.е. всё тютелька в тютельку подтверждается то, что говорит нам ТОЭ: один источник производит энергию, второй потребляет!

Вопрос: сколько производит и сколько потребляет?

Если принять вектор тока за единицу, и подсчитать величину действительной части, то «против шерсти» эдс потребителя течёт всего ничего - около 4% энергии! Остальная гуляет по антенне в виде реактивной, которая с позиции ТОЭ вредная и в излучении ЭМВ не участвует. Вот специалисты ТОЭ и подсчитали, что кпд данной антенны ниже плинтуса.

Питается антенна с помощью связанных катушек (воздушный трансформатор). Реактивность входного сопротивления антенны компенсируется емкостью в цепи первичной обмотки. Т.е. в этой цепи имеем явление резонанса. Интересно, что 4% энергии, пройдя вторичную обмотку траса, наводят в первичке эдс, синфазную с током в ней. Т.е. усиливает его величину и 4% повторно направляются в антенну.

Далее возникает вопрос: сколько же энергии участвует в излучении ЭМВ? Неужели только 4%?

С позиции ТОЭ реактивная энергия в полезной работе не участвует.

Как это объясняется. Цепь квазистационарного тока замкнута. Величина тока на любом участке цепи одинакова. Напряжение источника распределяется между элементами цепи согласно их сопротивлениям. Если в цепи появляется реактивный элемент (конденсатор или индуктивность), то ток через него опережает или отстаёт на 90° от приложенного напряжения. Т.е. часть энергии изымается из цепи и это мгновенно ощущают все её участники. Если из цепи реактивным элементом изымается 96% энергии без включения в цепь компенсирующих элементов, то действительно останется только 4%.

Что из себя в этом плане представляет цепь антенны со стоячей волной тока. Кроме антенного полотна замкнутого или разомкнутого в ней нет реактивных элементов. Да и напряжение присутствует только на клеммах источника. Реактивность образуется от набега фазы тока. Например, если это полуволновой вибратор, то волна тока, добежавшая от источника до конца вибратора и вернувшаяся в источник, совпадёт по фазе с напряжением.
Если вибратор будет длиннее, то волна тока прибежит к источнику позже и в входном сопротивлении образуется реактивность индуктивного характера. Если короче – емкостного. Ток либо опережает напряжение, либо отстаёт.
Если же вибратор имеет резонансную длину, но точка питания сдвинута к концу вибратора, то всегда будем иметь емкостную реактивность. Почему? – надеюсь понятно.
Сам же ток, совершенно не зная, реактивный он или активный, шастая по полотну антенны чего делает? Правильно – излучает! Вот этот нюанс спецы ТОЭ и не учли, посчитав кпд антенны исходя из 4%!

Естественно, источник должен работать на активную нагрузку. Поэтому неплохо запомнить почти аксиому, если в любом участке антенно-фидерной цепи мы добиваемся резонанса, т.е. компенсируем реактивность, то вся подведенная от источника энергия проходит в антенну. Это может быть начало или конец фидера или само полотно антенны, электрически удлиняемое/укорачивающее вводом индуктивности/емкости. Всё точка!

У меня резонанс в первичной обмотке транса. В случае значительной перестройки по частоте подстраиваю СУ на входе линии.
Вся подведена энергия за вычетом потерь в трансформаторе, линии и фазирующем устройстве оказывается в антенне. Зачем мне напрягать мозг и считать полезную энергию в антенне на основании результатов моделирования антенны без учёта отсутствующих в модели СУ? Гораздо проще посчитать потери.

[RV2A]

Теоретики ТОЭ оперируют ещё и с Rизл.
Если Вы , в эквивалентной схеме, введёте, наряду с Rпотерь ещё и Rизл - получите уравнения токов для всех элементов, без мистики, парадоксов и понтов.
Не уподобляйтесь стоваттникам, которые меряют ток в одном месте, а напряжение в другом, потом перемножают и получают сто ватт.
Вам нужны токи (и напряжения) в активных сопротивлениях. Вот их и считайте. И набеги фаз, и реактивные составляющие - всё вылезет на сопротивлении излучения - которое и есть потребитель.
МО извратил задачу. 100 вольт и 100 градусов - это опять...
А как с двумями батарейками-то?
То-то!

[RU3ACM]

Если Вы , в эквивалентной схеме, введёте, наряду с Rпотерь ещё и Rизл - получите уравнения токов для всех элементов, без мистики, парадоксов и понтов.

Как только "введете", так мистику и получите

Сопротивление потерь маахонькое, допустим, что оно равно нулю.
Сопротивление излучения 73 Ом.
И какое "уравнение токов всех элементов" мы получим без мистики, парадоксов и понтов?
Квадратное?

- - - Добавлено - - -

Сам же ток, совершенно не зная, реактивный он или активный, шастая по полотну антенны чего делает? Правильно – излучает! Вот этот нюанс спецы ТОЭ и не учли,

Мудро написано!

А для того, чтобы току в точке полотна антенны узнать активный он или реактивный, нужно измерить в этой точке напряжение.
(так учит нас ТОЭ)
Измерять нужно векторным вольтметром

[UA4NE]

Влад, у Вашей антенны есть жирный минус - это гуляющая по вашим трансформаторам реактивная энергия. Для эффективной работы вашей "коротышки" требуется накопить в антенне реактивной энергии многократно больше в сравнении с подводимой и излучаемой. Это означает, что ваши согласующие трансформаторы должны быть конструктивно рассчитаны на многократную перегрузку как по напряжению, так и по току. Это подтверждается расчетом Вашей антенны в MMANA и в NEC, который ранее выполнял Peter. Впрочем, это общая фича любых сильно укороченных антенн.

Тщательность и параноидальность в вылизывании конструкции вашего согласующего устройства должна быть примерно аналогичной тщательности изготовления резонансных "магнитных" рамок. Мне до сих пор казалось, что эти требования Вы просто игнорируете.

[RU3ACM]

Это означает, что ваши согласующие трансформаторы должны быть конструктивно рассчитаны на многократную перегрузку как по напряжению, так и по току.

У Влада транс "воздушный".
Судя по моему воздушному трансу Фукса, проблем с многократными перегрузками у него нет

[UR5CBZ]

Теоретическая тема про мощность источника

Это побочный эффект от самоизоляции?
Или безсимптомный коронавирус?

[UA4NE]

Валера, ваш Фукс полноразмерный. Есть в этом небольшой нюанс, да.

Чем менее параноидально Влад будет подходить к выбору материала и тщательности изготовления своих резонансных СУ, тем больше будет в них потерь и меньше будет КПД системы. Причем - катастрофически меньше.

Это прописная истина, не я ее придумал.

[RV2A]

Как только "введете", так мистику и получите

Сопротивление потерь маахонькое, допустим, что оно равно нулю.
Сопротивление излучения 73 Ом.
И какое "уравнение токов всех элементов" мы получим без мистики, парадоксов и понтов?
Квадратное?

- - - Добавлено - - -



Мудро написано!

А для того, чтобы току в точке полотна антенны узнать активный он или реактивный, нужно измерить в этой точке напряжение.
(так учит нас ТОЭ)
Измерять нужно векторным вольтметром

И чё мудрить-то?
Если сопротивление активное (пусть и 73 ома), какой ток (кого он там опережает или отстаёт) - ... таков он, в квадрате, и войдёт в мощность.
Какое напряжение - поделив на сопротивление - опять же, считаем мощность.
Важна только, величина сопротивления, а кто там от кого отстал - ему (сопротивлению) всё равно. Если оно чисто активное - никакие косинусы ему не страшны.
А, если потери нулевые - получите 100% КПД. Даже, чуточку, больше

- - - Добавлено - - -

Теоретическая тема про мощность источника

Это побочный эффект от самоизоляции?
Или безсимптомный коронавирус?

Вирус это! ВИРУС!
И чё?
Мощность-то какая, (про две батарейки).
Там два года мощность ищут!
(кроме тех, кто "заземлился")
Давай, не дразнись, а... калькулятор в руки и считай мощность.
Тема-то: про мощность!
Значит, можно и про сто вольт, один ом и два источника вспомнить.
Там, ведь, консенсуса так и нет!

Валера, ваш Фукс полноразмерный. Есть в этом небольшой нюанс, да.

Чем менее параноидально Влад будет подходить к выбору материала и тщательности изготовления своих резонансных СУ, тем больше будет в них потерь и меньше будет КПД системы. Причем - катастрофически меньше.

Это прописная истина, не я ее придумал.

А где Фукс-то?

[UA4NE]

Даже самый дальний глухой угол беседки не спасает тему от случайных прохожих с их ценными комментариями о пользе самоизоляции

[R3MO]

С удовольствием! Только гложут меня сумрачные сомнения… Ещё вчера Вы опубликовали список самоучек, замахнувшихся на электродинамику Максвелла, а с давних пор я вам не коллега. С чего вдруг появилась ваша просьба?

Бес попутал. И хотя они меня тоже гложут, подумалось - вдруг Вы и правда сумеете сосчитать правильно мощность источника переменного тока...

Далее, если разложить вектора токов на действительные и мнимые части, то окажется, что у потребителя активная составляющая тока течёт против его эдс, а у генератора синфазно с эдс. Т.е. всё тютелька в тютельку подтверждается то, что говорит нам ТОЭ: один источник производит энергию, второй потребляет!

Неужели? Так значит признаете, наконец, что второй источник потребляет? Что же Вы скрываете такой "благовест" от коллег-одноваттников? А где же покаяние, или я его пропустил?

Вопрос: сколько производит и сколько потребляет?

От Вас только это и требуется посчитать, сколько производит один источник и сколько потребляет другой.. Но Вы опять эту задачу не осилили...

Зачем мне напрягать мозг и считать...

Не хотите считать - и не надо. "Береги мозг, Сеня"(© "Бриллиантовая рука")

[UA4NE]

Дык, это в ТОЭ источники потребляют. А "антенны - это другое", как внезапно вдруг окажется. Это сарказм, если что -))

[RA6FOO]

От Вас только это и требуется посчитать, сколько производит один источник и сколько потребляет другой..

Дык, это в ТОЭ источники потребляют. А "антенны - это другое", как внезапно вдруг окажется.

Да, примерно так, но вполне ожидаемо.
Это в ТОЭ или в программе расчета могут быть несколько источников,
У антенн, по крайней мере у антенны UR4III, источник один.
Как клеммы источника можно и нужно рассматривать только точки подключения фидера.
Всё остальное - сложная пассивная электрическая цепь, часть из которой обеспечивает
в другой её части, антенне UR4III, определенные фазовые и амплитудные соотношения тока
в двух её точках.

[RV2A]

Дык, это в ТОЭ источники потребляют.

Осталось выяснить: как это они потребляют. Что потребляют и куда девают.
А всё остальное - сущая фигня!
Итак: Что потребляют источники. Особенно - ИИНы. Куда девают потреблённое.
В учебниках ТОЭ эти вопросы, либо ... втихую, обошли, либо городят всякую фигню.
Толкователи этих учебников - ссылаются...(от Тамма... до Бессонова) не выражают собственной позиции, поэтому спорить (с Таммом, чтоли?) бестолку.
А Тамм - ещё тот электрик! В 30-е годы - авторитет! Да, не спорю.

Дык: кто распишет процесс ПОТРЕБЛЕНИЯ аккумулятором, а, потом - процесс разряда, с позиций ТОЭ.
Можно и мнение аккумуляторщика Васи из гаража местной МТС.
Стоваттники!
Кто распишет подробно: Источник 100 вольт, Источник 99 вольт встречно, сопротивление 1 ом. Где там мощность 100 вт?
Я вам расписал, а ..... нарисовл эквивалентную схему: Источник = 1 вольт, потребитель = 1 ом. Ток = 1 ампер.
А, уж потом, за антенны возмёмся.
Теоретики, хреновы!
Источники у них потребляют, пространство отражает, антенна накапливает...
Уже и июнь прошел, а у них, всё, апрельские шуточки...
73!
Пламенный привет апологетам источников-потребителей!

"Из каждой проблемы есть два выхода : прямой и инверсный."
Блин! Почему-то чаще инверсный!
А жаль...

- - - Добавлено - - -

в п. 28:
Это RZ6FE нарисовал эквивалентную схему.
Где-то раньше...
Изв. Прозевал время редактирования.

- - - Добавлено - - -

Это RZ6FEнарисовал схему.
В п. 28 пропущен позывной, а время редактирования я пропустил. Изв!

[UA4NE]

Особенно - ИИНы.

А чего в них особенного-то? Это ж обычная ЭДС, разве что без необратимых тепловых потерь. Которые на работу самого источника никак не влияют, и их даже выносят в отдельное внутреннее сопротивление, шоб оно под ногами не мешалось. Вычислить генерируемую или потребляемую мощность ЭДС (то бишь ИИН) - ни разу не проблема. P=Е*I с учетом знака, где Е - величина ЭДС в вольтах.

В двухпортовой антенне Влада всё чуточку сложнее. Там формула более общая и учитывает комплексность всех входящих в нее величин. В модели MMANA комплексная ЭДС каждого источника умножается на комплексно сопряженный ток через его клеммы. Получаем полную комплексную мощность источника, в которой мнимая часть (реактивная мощность) шастает через его клеммы туды-сюды, а с действительной частью надо разбираться отдельно и смотреть на ее знак. Конкретно в антенне Влада знаки разные, т.к. через второй порт активная энергия из антенны изымается. Поэтому нужно искать разность действительных частей, которая пойдет и на излучение и в потери. Делов-то.

В NEC все эти вычисления делаются сами собой. В MMANA нам нужно немного потрудиться с комплексными произведениями. Но нет ничего невозможного.

Особенность антенны Влада заключается в том, что энергия, необходимая для ее работы, копится не только в стоячей волне поля, но также еще и в бегущей. Из которой на излучение идет только самый мизер. То ли единицы, то ли доли процента, точно уж и не помню, надо поднимать архивы с расчетами Peter-а. Сколько в нее должно быть вкачано энергии перед тем, как она начнет излучать заветную сотню ватт - страшно даже подумать. Это к вопросу об электрической прочности согласующе-фазирующего устройства, через которое вся эта энергия будет неминуемо шастать.

[RV2A]

А чего в них особенного-то? Это ж обычная ЭДС, разве что без необратимых тепловых потерь. Которые на работу самого источника никак не влияют, и их даже выносят в отдельное внутреннее сопротивление, шоб оно под ногами не мешалось. Вычислить генерируемую или потребляемую мощность ЭДС (то бишь ИИН) - ни разу не проблема. P=Е*I с учетом знака, где Е - величина ЭДС в вольтах.

Но нет ничего невозможного.

Ну, да!
Дык, как же?
Два источника, встречно. И ЭДС-ы есть, и ток есть, заковыка то ... в знаке.
Вычисляемв той задачке, про 100 и 99 вольт.)
Вариант №1:
Е1-Е2= 1 вольт. Ток=1а.
Откуда взялись 100 ватт? Двестипятьдесятвторой раз спрашиваю!
Вариант №2:
100 вольт * 1 а = 100 вт.
-99в*1 а = -99 вт.
1ом * 1^2а = 1 вт.
В левой части = 100 вт, а в правой - -98 вт.
Задача решена неверно. (Должно быть равенство)
Или в отрицательной мощности?
Или в потреблении источником энергии первого источника.
RA6FOO и пишет:"Как клеммы источника можно и нужно рассматривать только точки подключения фидера.
Всё остальное - сложная пассивная электрическая цепь, часть из которой обеспечивает
в другой её части, антенне UR4III, определенные фазовые и амплитудные соотношения тока".
И никакой второй источник ничего не потребляет.
И ММАНЯ так считает?
В неё-то заложены зааконы ТОЭ (т.е. Ома и Кирхгофа).
73!
PS. Забудьте о работе источника в режиме потребителя.
Химера это!
Если уж он потребляет, то только то, что на его вн. сопротивлении преобразуется в другой вид энергии: Тепло, химия, инерция)
Тогда такой источник - обыкновенный, из себя, потребитель, а энергия наакапливается в маховике, пластинах (ак-тор - хим. энергия),
можно и тепло накапливать
А, когда источник - преобразует всякую лабуду в ЭДС. А вот одновременно - это и есть химера. Никакими знаками не убиенная!
Не бывает потребителя / источника, в схеме постоянного тока, ([FONT=Arial Black]тем более - в простой, неразветвлённой цепи). Я выделил: для двух батареек.
Не бывает и в цепях переменного тока.
Бывает отставание или опережение по фазе тока и напряжения, и стоячая волна в линии, при переносе энергии от источника к потребителю.
Не бывает и отрицательной мощности (РАБОТЫ).
Несколько источников могут производить работу у потребителя, но, встречно включенные - просто уменьшают, А НЕ ПОТРЕБЛЯЮТ то, что выдают другие.