Energie overdracht door elektrische stroom

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 1.605

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

Dit is een mooi topic. Echter moeilijk te volgen voor mij omdat direct in details word gesproken. Mijn electrische vaardigheden zijn echter niet meer actueel om alles goed te volgen zonder uitleg.

Op Youtube hier een video met uitleg over de transmissielijn uitleg LC's Youtube.

Een beetje een gekke/drukke meneer. De introductie duurt erg lang maar vanaf halverwege goede uitleg. Alles vanaf de grond opgebouwd met voorbeelden. Het model wat hij maakt komt precies overeen met die van HansH!

Hij laat ook een simulatie zien waarbij hij de lijnimpedantie (een helft) de halve load impedantie maakt. Hiermee zoals ik begrjip word de halve spanning direct/instantaan bereikt over de lamp. Echter hij noemt dit uitdrukkelijk een niet praktische/reele situatie.
HansH schreef: zo 05 dec 2021, 14:52 ik heb nu een heel gedetailleerd model gemaakt van deze lange leidingen in LTspice

Berichten: 3.869

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

OOOVincentOOO schreef: do 09 dec 2021, 12:54 Het model wat hij maakt komt precies overeen met die van HansH!
klopt. en hij legt ook mooi uit dat je de lijn kunt vervangen door een weerstand en dat daardoor de lamp niet in een keer vol gaat branden. afhankelijk van hoe je het uiteinde afsluit kaatst de energie weer terug en gaat de lamp in stapjes steeds harder branden. Dat komt omdat de energie die je in de lijn stuurt niet dissipeert zoals bij een echte weerstand, maar als golven de lijn ingaat. als je de lijn aan de andere kan karakteristiek afsluit met een ecvhte weerstand dan ben je die energie kwijt en gaat de lamp niet harder branden, maar als je de lijn kortsluit aan het einde dan moet die energie weer teruig reflecteren en kan dan alleen nog maar naar de lamp. daarom gaat de lamp dan in stapjes steeds harder branden. elk stapje is dan het 1 x heen en weer gaan van een golf over de lijn.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.525

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

OOOVincentOOO schreef: do 09 dec 2021, 12:54 Op Youtube hier een video met uitleg over de transmissielijn uitleg LC's Youtube.

Een beetje een gekke/drukke meneer.
Aha, ElectroBOOM. In zijn video vond ik het verhelderend dat hij liet zien dat in de steady state het grootste deel van het energietransport plaatsvindt in een dunne laag rondom de metaaldraad. In die zin volgt het energietransport de gehele de stroomdraad.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.275

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

Weer een nieuw experiment ter bevestiging. De maker van de video heeft geïnvesteerd in 1km koper draad. Hij krijgt na een microsec bij de lamp 200 microA. Na een paar microsec (tijd nodig voor de EM golf om helemaal rond te gaan) heeft hij 1.7 mA. Nadien doet hij ook een test met een open keten. Dan heb je even stroom en dan niets meer. Het onderwerp heeft wel succes. Weeral 623.000 views op een paar dagen. Van die youtube opbrengsten kan je al wel een stuk draad kopen.


Berichten: 3.869

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

wnvl1 schreef: di 21 dec 2021, 02:17 Weer een nieuw experiment ter bevestiging. De maker van de video heeft geïnvesteerd in 1km koper draad. Hij krijgt na een microsec bij de lamp 200 microA. Na een paar microsec (tijd nodig voor de EM golf om helemaal rond te gaan) heeft hij 1.7 mA.
met de gegeven constructie kun je met de bestaande formules vrij simpel de inductie per meter en capaciteit per meter en weerstand per meter (diameter koperdraad zal ca 0.5mm zijn?) uitrekenen. en dan kan je het met het LTspice model wat ik had bijgevoegd zo simuleren en vergelijken met zijn scoop plaatjes.

Berichten: 3.869

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

Het gekke is alleen dat zo'n lange draad ook als antenne gaat werken natuurlijk en dus een deel van de energie die je erin stop niet alleen opslaat in de inducties en capaciteiten, maar ook uitzend en die energie raak je dus kwijt. ook als je een draad zou nemen met 0 ohm DC weerstand en dus alleen L en C. Dus kun je het niet volledig modelleren met het LC netwerk wat ik had gegeven en moet je dat voor het zend effect dus uitbreiden met een LC netwerk in alle richtingen met een karakteristieke impedantie van 377 ohm denk ik en waar dat netwerk ophoudt sluit je dat dan af met 377 ohm voor elk stukje netwerk. dan kun je ook de antenne werking simuleren over het gebiedje wat je dan meeneemt. Daarbuiten dissipeert het dus in de afsluit weerstanden, waarmee je dan in feite dus het overgaan van de golf de verdere ruimte in modelleert, maar vanaf dat punt niet meer verder kan volgen.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.275

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

Ik denk dat in regime toestand dat ding niet veel zal stralen omdat de heen en teruglopende stroom vlak bij elkaar zitten. Je ziet dan zo dat de magnetische velden elkaar min of meer compenseren. Voor praktische toepassingen worden in de telecom de draden rond elkaar gewikkeld in twisted pairs. Mogelijk is de antenne werking dan nog meer beperkt. Voor grote vermogens zoals hoogspanning lopen ze natuurlijk wel parallel. Mogelijk staat in mijn cursus van antennes van vroeger hoe we dat modelleerden. Ik kan eens kijken.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.275

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

https://arxiv.org/pdf/1701.04878.pdf

Ik moet het zelf nog helemaal lezen, maar dit geeft antwoord op de vraag: "Hoe omgaan met de stralingsverliezen in een parallelle transmissielijn met twee geleiders".

Opvallend is dat er in het abstract staat: "We cover the cases of infinite, semi-infinite and finite transmission lines and show that while an infinite transmission line does not radiate, there is a smooth transition between the radiation from a finite to a semi-infinite transmission line."

Gebruikersavatar
Berichten: 2.275

Re: Energie overdracht door elektrische stroom

HansH schreef: di 21 dec 2021, 06:21 Dus kun je het niet volledig modelleren met het LC netwerk wat ik had gegeven en moet je dat voor het zend effect dus uitbreiden met een LC netwerk in alle richtingen met een karakteristieke impedantie van 377 ohm denk ik en waar dat netwerk ophoudt sluit je dat dan af met 377 ohm voor elk stukje netwerk. dan kun je ook de antenne werking simuleren over het gebiedje wat je dan meeneemt.
Het model met die karakteristieke impedantie is zeker wel te gebruiken voor vlakke golven die ergens tegen botsen en dan bvb reflecteren. Dat je hier een simpel model kan bouwen op basis van die '377 ohm' om voor die transmissielijn de stralingsverliezen te berekenen, betwijfel ik.

Als ik terugkijk in mijn schoolboeken dan berekenden wij vroeger voor een antenne een stralingsweerstand die we integreerden in het model met de transmissielijnen dat we gebruikten om de antenne aan te sturen. Die berekening van die stralingsweerstand valt voor een dipoolantenne redelijk mee, voor andere antennes waren dat vaak hele lange afleidingen, maar analytisch is er wel veel te doen.

Een berekening voor een transmissielijn die zelf straalt vond ik niet terug in mijn boek. In "Radiation from Transmission Lines" van Charles Manneback uit 1923 dat te downloaden is via sci-hub, vindt je een gedetailleerde berekening terug. Dat is wel leesbaar als je wat vertrouwt bent met de wetten van Maxwell. Zoiezo maakt die paper duidelijk dat de stralingsverliezen in de praktijk sterk te verwaarlozen zijn tov de Ohmse verliezen. Ik vermoed dat als je je spice model wil aanpassen, dat je die stralingsverliezen wat gaat moeten uitsmeren over de volledige transmissielijn. Waarschijnlijk wel niet gelijkmatig. Geen idee hoe je dat best modelleert. Mogelijk is het als je dat redelijk nauwkeurig wil doen ook niet meer nuttig om nog met een transmissielijn model te werken.

Reageer