Умножитель напряжения для DC источника из конденсатора переменной ёмкости и моторчика или иного привода

[J_Ohm]

@v1ct0r , не понял, о каком конденсаторе речь. Полярность можете сделать какую захотите...

Идея простая: подаете питание и ждете пока, зарядится ваша "банка". Судя по видео, постоянная времени 6,4 секунды. За полминуты напряжение на ней установится.

Потом модулируете емкость, как ослик Иа с горшком и шариком, не забывая о ТБ, и смотрите на осциллограф. Развертку можно и желательно сделать побыстрее.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[v1ct0r]

14 минут назад, J_Ohm сказал:

За полминуты напряжение на ней установится.

т.е. вы хотите сказать, что в моем опыте время заряда недостаточно?

и нужно держать конденсатор(водяной) под напряжением более длительное время, а уже потом проводить какие либо эксперименты?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[J_Ohm]

@v1ct0r, в вашем - достаточно. По моему эскизу, для быстрого заряда можно на секунду перемкнуть провод из бутылки на минус.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[colorad]

31 минуту назад, J_Ohm сказал:

Идея простая: подаете питание и ждете пока, зарядится ваша "банка".

Да понятно . После заряда , при увеличении напряжения на емкости , осциллограф покажет обратное напряжение .

Дело в том, что осциллограф ловит наводки , в моем случае до 0.5V . Значит надо как-то  экранироваться  .

Или применять на батарейках .

Изменено 5 января пользователем colorad

[v1ct0r]

@J_Ohm я попробую конечно, посмотрю что это даст - никогда не думал о таком подключении осциллографа

9 минут назад, colorad сказал:

Дело в том, что осциллограф ловит наводки , в моем случае до 0.5V . Значит надо как-то  экранироваться  .

Или применять на батарейках .

у меня во втором видео вертикалка 50мВ/дел.

осциллограф на аккумуляторе, если подключить зарядку к нему, то там кошмар какой то на экране, когда подзаряжаешь электролит(источник питания для заряда емкости) от сети, то тоже самое

[Bobius]

 

[v1ct0r]

@Bobius это другое дело, не пустые разговоры, надо будет попробовать

[APB]

Теория вопроса почти без формул. Наверное, это эксперементально проверили не один раз.

https://uchet-jkh.ru/i/mezdu-dvumya-obkladkami-kondensatora-sozdano-elektriceskoe-pole-kak-izmenitsya-ego-napryazennost/

[v1ct0r]

39 минут назад, APB сказал:

https://uchet-jkh.ru/i/mezdu-dvumya-obkladkami-kondensatora-sozdano-elektriceskoe-pole-kak-izmenitsya-ego-napryazennost/

класс!!! вариант №3  

Цитата

Величина разности потенциалов между обкладками конденсатора также зависит от расстояния между ними. Чем ближе обкладки, тем больше разность потенциалов и наоборот, чем дальше обкладки, тем меньше разность потенциалов.
Источник: https://uchet-jkh.ru/i/mezdu-dvumya-obkladkami-kondensatora-sozdano-elektriceskoe-pole-kak-izmenitsya-ego-napryazennost

 

[APB]

Я думаю ёмкость при погружении и извлечении не меняется, т.к. бутылка мокрая. Может попробовать вынуть её совсем из банки с водой? Нужно подумать о другой конструкции конденсатора. Итересно как проверяли то, что написано в учебниках физики по этому вопросу

[v1ct0r]

10 минут назад, APB сказал:

думаю ёмкость при погружении и извлечении не меняется,

меняется смотрите мое первое видео

вначале показано как меняется емкость

[Bobius]

Ну и в моем видео видно, с какой скоростью разряжается этот "конденсатор 6,6 нФ" даже при нагрузке 10^12 Ом (заявленное входное сопротивление ОУ), которое больше 1.2 ГОм в 833 раза. И это при напряжении всего 6 В.

Изменено 6 января пользователем Bobius

[APB]

Может внутренняя ёмкость осциллографа влияет на результат в опыте v1ct0r ?

[v1ct0r]

@Bobius не понимаю в чем дело, но я не смог получить ваш результат

честно говорю - хотелось, т.к. мне уже все это осточертело, пусть я буду не прав, но чтобы уже закрыть этот вопрос.

ОУ 544УД2А с полевиками на входе, входной ток заявлен 40 пико Ампер 

емкость разряжается крайне медленно

на перемещение бутылки вверх/вниз реакции практически нет(сотые доли вольта только и то наоборот - больше при опускании)

при потере контакта бутылки с водой в ведре на выходе ОУ половина питания, или около 0 вольт при двуполярном питании

издевался над схемой часа два, пока не сдох ОУ.

мистика   

@J_Ohm предложенный вами вариант измерения позволяет  измерить только зарядный ток конденсатора

[J_Ohm]

@v1ct0r , я не про измеРение напряжения говорил, а про то как увидеть его измеНение с имеющимися средствами. То есть, - всплески разной полярности.

57 минут назад, v1ct0r сказал:

пока не сдох ОУ

То напряжение, которое показал Bobius, похоже обрезалось выходом и было на самом деле еще выше при полном извлечении.

Половины питания или 0 В на выходе по любому не должно быть при работающей схеме, если только средняя точка не связана со входом "+". Иначе откуда ОУ о ней знает? Кнопка замкнута?

[v1ct0r]

3 минуты назад, J_Ohm сказал:

Кнопка замкнута?

схема из поста @Bobius

вместо кнопки - касание щупом, так же как и в видео из того же поста

6 минут назад, J_Ohm сказал:

Половины питания или 0 В на выходе по любому не должно быть при работающей схеме,

почему? а что, по вашему, должно быть при открытом входе повторителя на ОУ ?

[Bobius]

10 минут назад, v1ct0r сказал:

а что, по вашему, должно быть при открытом входе повторителя на ОУ ?

Оу насытится в плюс или минус, в зависимости от направления тока утечки входа.

[Dӧppelganger_857]

Случайно увидел тему, стало интересно. Решил провести свой опыт. Проверяемая гипотеза у меня следующая:
Разность потенциалов на обкладках изолированного (при условии, что посторонние утечки малы, и не подключается источник питания) конденсатора зависит от изменения его емкости (путём изменения эффективной площади пластин).
Надо просто менять его емкость без каких-либо побочных "но", по типу утечки диодов и прочего.
Теоретическую реальность системы повышайки по такой схеме уже показал Гиратор, а он фигни не покажет. Я захотел проверить саму идею связи напряжения с емкостью, при соблюдении закона сохранения заряда.

Итак, в наличии есть двухсекционный КПЕ с подпаянным параллельно секциям кондёром из слюды на 180пФ.
Замеры минимальной и максимальной емкости:

Спойлер

 

 

 

Вспоминая из определения емкости, что C=q/dф где dф это разность потенциалов U в нашем случае, и привлекая закон сохранения заряда, выводим: q = C1U1 = C2U2, где C1 U1 емкость и  напряжение до переходного процесса изменения емкости, C2 U2 - те же параметры после процесса.
А это значит, что можно рассчитать напряжение после процесса пренебрегая потерями заряда на утечки:
U2=C1U1/C2. Чем меньше C2, тем больше U2. Никакой высшей математики особо не надо.

Я подаю 1.1В, поэтому ожидаю пик в 6,8 раз больше, т.е. 7,5В максимум. В реальности наверное будет раза в два меньше - утечки, входное сопротивление ОУ и динамическое сопротивление ОУ при изменении напряжения сделают своё дело.

Ёмкость тестового конденсатора крайне мала, поэтому попытка замерить процесс осциллографом обречена на фейл даже с х10 щупом. Поэтому, я взял КР544УД2А, для статического сигнала его входное сопротивление (10^11 Ом) может оказаться даже больше, чем сопротивления утечек в конденсаторе. Запитал его от +/-12В, выводы 1 и 8 закоротил для включения внутренней коррекции. На выход посадил UT89XE и осциллограф на "единичке".
Вход оу никуда не подтянут, и это очень плохо, статикой можно убить. Но это жертва, которую я готов принести во имя науки, т.к. иначе не обеспечить высокого входного сопротивления (гигаомных резисторов у меня нет). Для самоуспокоения, до эксперимента я просто закоротил конденсатор перемычкой на бредборде, после чего поставил ОУ в бредборд.
Корпус КПЕ сидит на общем проводе, я так же "заземляюсь" через него, когда подаю напряжение на КПЕ и кручу его.
Схема "установки":

Спойлер

Снимать неудобно с одной руки, штатива нет.

Спойлер

 

Осцилограмма:

Спойлер

 

 

Процесс повышения и понижения скачкообразный потому, что я крутил ручку рывками, переставляя крутящие пальцы, при этом придерживая "занулённый" корпус КПЕ, чтобы не создавать помех.

Рассчитать, во сколько раз изменилось напряжение при изменении емкости (в 6.8 раз, как было  посчитано выше), можно, исходя из этих скринов:

Спойлер

 

 

Отношение в первом случае 5,9/0,92 = 6,4 раза, во втором 4,9/0,78 = 6,3 раза. Я думаю это  вполне близко к расчётам, учитывая как быстро падает напряжение (в идеале я бы использовал четырёхсекционный КПЕ, но у меня таких нет).

Вывод - теория вполне подтверждается экспериментом.


Немного спекуляций:

Спойлер

Эта тема, кстати, отлично объясняется с точки зрения накопления заряда на пластинах, а не в диэлектрике.
Уменьшая эффективную площадь пластин коненсатора (т.к. конденсатор образуют только те части площади пластин, которые "пересекаются" при взгляде сбоку), мы тем самым увеличиваем параметр эквивалентного распределенного по площади заряда (отношение заряда, к эффективной площади обкладки, m=q/S), что увеличивает напряженность поля между обкладками (E=m/e0, e0 - постоянная), и, при постоянном расстоянии между ними, увеличивает разность потенциалов (U=E/d, d - расстояние).

Если бы заряды были только в диэлектрике, на изменение площади пластин было бы, по идее, плевать - площадь диэлектрика остаётся постоянной и поле создаваемое перераспределенными зарядами в нём одинаково, а пластины просто ""подсоединяются к ""обкладкам"" диэлектрика"" и играют роль чисто ""отвода/подвода зарядов к реальному кондёру"".

Ёмкость это свойство проводников накапливать электрический заряд.

Немного перефразированный (взял предложения из нескольких более расписанных тем) сегмент из моих лекций по физике:

Цитата

Диэлектрики не проводят электрический ток, у них нет свободных носителей заряда в веществе. Их электризация объясняется диполями, т.е. системы из двух зарядов, разнесенных на некоторое расстояние, больше их размеров. Под действием внешнего электрического поля, положительные и отрицательные заряды в атомах диэлектриков смещаются, т.е. атом приобретает некоторый дипольный момент, и его можно назвать диполем. Диполи ориентируются согласно внешему полю, при этом, они НЕ ДВИГАЮТСЯ физически (представьте себе аналогию с магнитной стрелкой - она тоже не двигается, но ориентируется по полю). Этот процесс и называют поляризацией диэлектрика. Все диполи в диэлектрике выстраиваются цепочкой и образуют суммарное поле связанных зарядов, направленное против поля, вызвавшего поляризацию.

Моё мнение:

Никаких зарядов не "перераспределяется", их там крайне мало, по сути нет. Именно поэтому "на диэлектрике" не может быть зарядов. Чтобы их перераспределить, надо, чтобы их было легко оторвать от атома, однако, диэлектрики как раз и отличаются тем, что заряды в них отлично связаны.

То есть утверждение о "накоплении заряда в диэлектриках" противоречит самой сути диэлектриков, в которых нет свободных зарядов для перераспределения.

В противоположность им у проводников всё отлично - крайне много свободных зарядов, создающих электрическую проводимость, то есть перераспределять есть что, и этого "что" весьма много.

Однако, диэлектрик может накапливать энергию - за счёт поляризации. То есть совершая работу  его поляризации, она превращается в потенциальную энергию взаимодействия диполей, например.

Если что-то не так сказал - пожалуйста, укажите, потому что я сам не особо вдупляю тему электростатики. Поверхностно знаю, а вот для изложенного выше пришлось лезть в записи и сверяться с википедией.

 

Изменено 7 января пользователем Dӧppelganger_857
ошибка в подсчете коэффициента

[Starichok]

7 часов назад, Dӧppelganger_857 сказал:

Случайно увидел тему

лучше бы ты её не увидел...

[midnight]

Интересно, а что будет, если изменять ёмкость водяного конденсатора не голыми руками, а хотя бы в изолирующих перчатках?

[v1ct0r]

ну что я могу сказать, после видео с опытами @Bobius и @Dӧppelganger_857-  похоже мой опыт, не смотря на входное сопротивление 1.2 ГОм действительно оказался недостаточно "чист".

После долгих "мучений" в попытках получения их  результата

один единственный раз   мне таки удалось получить осциллограмму подтверждающее это, но только при увеличении емкости

на ней видно, что при увеличении емкости(опускании бутылки с водой в ведро) напряжение резко падает и кривая разряда конденсатора становится более пологой.

но что тогда значат такие осциллограммы, на которых зафиксирован положительный скачок напряжения при увеличении емкости

такой результат удается увидеть примерно 1 раз за 5-10 попыток.

 

один раз даже двойной скачок удалось получить !!!

 

 

но это как раз  получается 3 вариант ?????

 

Спойлер

В 05.01.2024 в 20:37, v1ct0r сказал:

В 05.01.2024 в 19:51, APB сказал:

https://uchet-jkh.ru/i/mezdu-dvumya-obkladkami-kondensatora-sozdano-elektriceskoe-pole-kak-izmenitsya-ego-napryazennost/

класс!!! вариант №3  

Цитата

Величина разности потенциалов между обкладками конденсатора также зависит от расстояния между ними. Чем ближе обкладки, тем больше разность потенциалов и наоборот, чем дальше обкладки, тем меньше разность потенциалов.

 

 

 

при уменьшении емкости мне не удалось увидеть никаких изменений от стандартной кривой разряда конденсатора ни разу.

 

пока я наверно возьму тайм аут, потом возможно займусь вопросом места хранения заряда в конденсаторе - обкладки или диэлектрик

 

[APB]

Обкладки однозначто, т.к. формулы для конденсатора приводятся для вакуума. Если есть диэлектрик, то в формуле присутствует диэлектрическая проницаемость.

[Dӧppelganger_857]

1 час назад, v1ct0r сказал:

в попытках получения их  результата

Этот результат обоснован с точки зрения базовой математики, опирающейся на две вполне себе аксиомы -  определение емкости конденсатора и закон сохранения зарядов.

1 час назад, v1ct0r сказал:

вопросом места хранения заряда в конденсаторе - обкладки или диэлектрик

Скажу ещё раз: идея о хранении зарядов в диэлектрике противоречит самой сути строения диэлектриков.

Если бы они были способны к перераспределению зарядов, диэлектрики не были бы плохо проводящими веществами. Я предлагаю вам просто заглянуть в учебники физики, например, тот, который рекомендовали нам в вузе для самостоятельной работы (djvu во вложении). Там подробнее, чем у меня, и попонятнее, нежели в википедии, расписано касательно дипольного строения диэлектриков. Страницы с 60 по 95.

Шутки ради:

Спойлер

Далее, вы ещё оперируете двумя понятиями из разных теорий. Утверждаете, что при изменении емкости напряжение меняется прямо, а не обратно, пропорционально, однако, почему-то игнорируете, что в вашей теории площадь пластин по сути не имеет значения. Если заряд в диэлектрике, какая разница, какая площадь пластин, если нас интересует только площадь диэлектрика, а пластины чисто контачат с ним для съёма заряда? А площадь диэлектрика в опытах не меняется, меняется только площадь пластин.
И по вашей теории опыт фуфло, поскольку касаясь диэлектрика-бутылки между обкладками из воды, вы спускаете заряды из него на себя и в утечку. Или человек идеальный изолятор? Но это же не так, из курса БЖД известно, что даже поверхность сухой кожи имеет сопротивление меньше мегаома на сантиметр.

Однако при нормальном проведении эксперимента всё работает без нарушения законов физики, огромное спасибо@Bobius , за нормальную демонстрацию изначального опыта.

1 час назад, v1ct0r сказал:

такой результат удается увидеть примерно 1 раз за 5-10 попыток.

Меня смущает что у вас всего лишь 50мВ/клетку. Я с ёмкостью в сотни пикофарад смотрел вольты, у вас ёмкость нанофарады, то есть поднять напряжение не проблема. Так же в опыте Bobius были вольты и при емкости в нанофарады разряжался конденсатор ужасающе медленно. Плохая повторяемость - один из звоночков, намекающих на плохую методику опыта.


Вот эта осцилограмма выглядит странно:

1 час назад, v1ct0r сказал:

один единственный раз   мне таки удалось получить осциллограмму подтверждающее это, но только при увеличении емкости

Вы заряжаете конденсатор, отключаете источник питания, и... он разряжается. Что осцилограмма показывает? Какие действия проводились? Не понятно...

Если вода чистая, то это ошибка, мало ионов в растворе. Чистая вода имеет дипольное строение, что делает её диэлектриком, а примеси, распадающиеся на ионы, дают ей проводимость.
 

1 час назад, v1ct0r сказал:

один раз даже двойной скачок удалось получить !!!

Опять таки, 50мВ/клетку - мало. Всплески на осциллке я могу объяснить всплесками в воде, хех. Вполне логично, что волна, ударившаяся о корпус бутылки создаст изменение площади контакта. Это один из моментов, который, на мой взгляд, идёт в копилку фуфлыжности опыта. Слишком много НО в условиях эксперимента.

Нормальная методика опыта показана в видео Bobius, мне добавить нечего, разве что выполнять соединения для предохранения стоит с закороченным на общий конденсатором, и вставлять оу до размыкания конденсатора.

Главное что вам надо изменить - поднять напряжение. То что ОУ сдох каким-то образом, имхо, намекает на правдивость гипотезы, он мог сгореть из-за перехода верхней границы допустимого синфазного напряжения.

А вообще старичок прав Скучновато. Я переубеждать никого не хочу. Если вы отрицаете базовую математику на основе одного опыта с непонятными условиями, и надписей на заборе статей в каких-то сайтах-помойках, то я бессилен. Ссылки на первых страницах гугля - это не источники, источники это книги, их пишут люди, редактируют люди, вычитывают люди.
Статью может написать кто угодно, купить хостинг за сто рублей в месяц и вот мы уже покупаем целебные катушки Мишина, заряжаем воду ртутью и по-тихому нарушаем закон сохранения энергии... в незамкнутой системе.

савельев физика том 2.djvu

Изменено 7 января пользователем Dӧppelganger_857

[v1ct0r]

1 час назад, Dӧppelganger_857 сказал:

Меня смущает что у вас всего лишь 50мВ/клетку........

Главное что вам надо изменить - поднять напряжение.

на конденсаторе напряжение порядка 300 вольт и через резистор 1.2 ГОм получается делитель для осциллографа на 1200

так что показания на осциллографе в мВ приблизительно соответствует тому же кол-ву вольт

[dolmatovva]

В 29.12.2023 в 15:55, v1ct0r сказал:

«Я знаю, что ничего не знаю»

«Чем больше я знаю, тем больше я понимаю, что ничего не знаю» 

и я с этим полностью согласен  

«И предал я сердце мое тому, чтобы познать мудрость и познать безумие и глупость: и узнал, что и это – томление духа; потому что во многой мудрости многия печали; и кто умножает познания, умножает скорбь». (с) Соломон, Библия, книга Экклезиаста.