Альтернативная энергия

Попытался выяснить происхождение формулы, изложенной в topic13.html: Е = 2fnmNBS.
Исходная формула для проводника в движущемся постоянном магнитном поле: Е=ВLV. Умножим и разделим на n (количество магнитов), а скорость представим как V=2пRf. Периметр, делённый на n, даст размер магнита а. Но это будет только, если расстояние между магнитами равно нулю.
Получим: Е=ВLnfa, где а – ширина магнита (магниты считаем прямоугольными). L*a – площадь магнита S. Формула приобретает вид: Е=ВnfS. Для подсчета ЭДС фазы умножаем это все на количество витков N, на количество катушек m и на 2, т.к. работают 2 стороны катушки. Получаем ту самую формулу: Е = 2fnmNBS.
Вывод: этой формулой можно пользоваться, только если расстояние между магнитами равно нулю. Во всех других случаях измеренная ЭДС будет ниже расчетной, т.к зазором между магнитами ЭДС наводится не будет. (Действием эффекта изменяющегося магнитного поля пренебрегаем, хотя оно тоже будет присутствовать. Величину ЭДС от этого эффекта для катушек без сердечников посчитать трудно, я думаю она будет составлять процентов 10 от эффекта Лоренца).

Для катушек с сердечником:
Согласно формуле Фарадея ЭДС витка, ограниченного площадью S, равна отношению изменения магнитного потока к времени этого изменения. Т.е. Е=Ф/t=BS/t.
После преобразования (S=ab, где а и b – стороны витка, а/t – линейная скорость) получим, что ЭДС витка катушки с сердечником Е=В2пRfb,
где В – магнитная индукция, изменяющаяся от максимального значения до нуля (или наоборот),
R – радиус ротора,
f – частота вращения,
b – длина радиальной стороны катушки.
Что интересно, ЭДС не зависит от величины другой стороны катушки, направленной по касательной к периметру ротора! Действительно, уменьшится в два раза эта сторона, но в два раза уменьшится и время изменения магнитной индукции, ЭДС останется такой же. Именно поэтому полюса, например, в асинхронных двигателях делают узкими и длинными, что, кстати, позволяет увеличить количество полюсов и снизить внутреннее сопротивление.

Молодец, я этой формулой Е = 2fnmNBS пользуюсь и все работает но я для себя внес в нее коэфициэнт 0,6 .

Е = 2fnmNBS*0,6 в таком виде расчетные показатели очень близки к реально получившимся.

По поводу расчета мощности.
Из электротехники известно, что максимальная мощность на нагрузке выделится при равенстве сопротивления нагрузки внутреннему сопротивлению. Об этом можно почитать здесь: Студопедия.
При этом максимальную мощность можно посчитать по формуле: Р=Е²/4R, где Е - ЭДС генератора, R - внутреннее сопротивление генератора.
В случае, если сопротивление нагрузки в n раз отличается от внутреннего сопротивления, то мощность на нагрузке в N раз будет отличаться от максимальной: N=4n/(1+n)². Обе эти формулы легко можно вывести, используя закон Ома.

Проверка рассчетов на реальном генераторе.
Все мультиметры в режиме измерения переменного напряжения измеряют действующее (среднеквадратичное) значение этого напряжения. А по приведенным выше формулам рассчитывают амплитуду ЭДС. Поэтому измеренное значение ЭДС фазы будет в корень из двух раз меньше рассчитанной. Но это будет только если на выходе фазы - близкая к идеальной синусоида. В противном случае рассчитать действующее значение весьма затруднительно. Поэтому для проверки рассчетов лучше измерять амплитуду ЭДС, подключив к фазе диодный мостик с конденсатором. Мультиметр, соответственно - в режиме измерения постоянного напряжения.

Левасиб писал(а):

Попытался выяснить происхождение формулы, изложенной в topic13.html: Е = 2fnmNBS.

Формула не применима для БЕЗСЕРДЕЧНИКОВЫХ генераторов! Площадь магнита никакого отношения ни к чему не имеет! Имеет только значение магнитной индукции на поверхности магнита (не путать с остаточной индукцией материала магнита, для неодимов 1.2-1.4!!!!!!!!!!!!!!!!!!)
Формула простая и известная E=BLV.
S - площадь контура (зуба, сердечника катушки) учитывается в железных генераторах.

РемЭл писал(а):

Площадь магнита никакого отношения ни к чему не имеет!

Зачем делать поспешные выводы? Эта формула взята не с потолка, а выведена из BLV. И потом, очевидная вещь - чем больше радиальная сторона магнита, тем больше L в формуле.

Левасиб писал(а):

очевидная вещь - чем больше радиальная сторона магнита, тем больше L

L действительно больше, но и B (магнитная индукция) сразу меньше!!!

РемЭл писал(а):

L действительно больше, но и B (магнитная индукция) сразу меньше!!!

С какой стати?

Мои исследования тесламетром: если увеличить длину магнита, ширину не менять (увеличится площадь поверхности), то значение В центре магнита на его поверхности УМЕНЬШИТСЯ! Чтобы В не изменилась или даже немного увеличилась надо длину увеличить и одновременно уменьшить ширину.
Например: магнит 50х50х10 - В=153мТл.
магнит 70х50х10 - В=167мТл.
магнит 70х35х10 - В=206мТл
Как видно площадь 50х50 и 70х35 примерно одинакова, толщина одинакова, а В отличается!!!
Поэтому - моё мнение - в бессердечниковых генераторах лучше использовать много узких и длинных магнитов (в разумных пределах).

Garrekiv писал(а):

Молодец, я этой формулой Е = 2fnmNBS пользуюсь и все работает но я для себя внес в нее коэфициэнт 0,6 .

Это называется выдать желаемое за действительное, подогнать - расчитать, потом измерить что получилось и вывести коэффициент разницы! 0.6 - ничего себе точность!
такая точность - от фонаря!
Ну не знаю, я по формуле E=BLV для генератора с секторными магнитами рассчитал практически со 100% совпадением с реально измеренным.
Вот моя программа расчёта в Exel http://www.rlocman.ru/forum/showthread.php?t=22181

РемЭл писал(а):

Поэтому - моё мнение - в бессердечниковых генераторах лучше использовать много узких и длинных магнитов (в разумных пределах).

С этим я согласен, только добавлю: в любых генераторах.

РемЭл писал(а):

Формула не применима для БЕЗСЕРДЕЧНИКОВЫХ генераторов! ....Формула простая и известная E=BLV

Я могу, конечно, повторить моё первое сообщение, но проще Вам прочитать его ещё раз.

РемЭл писал(а):

Как видно площадь 50х50 и 70х35 примерно одинакова, толщина одинакова, а В отличается!

Какие проблемы - меряем В и пользуемся формулой!

Garrekiv писал(а):

но я для себя внес в нее коэфициэнт 0,6 .

Наверное, это коэффициет пряморукости. У каждого самодельшика он индивидуальный :)

РемЭл писал(а):

Вот моя программа расчёта в Exel

Я давно её скачал и посмотрел, есть много ценного и интересного. Но вообще-то для человека, знакомого с Exel,не составит труда набрать формулу "ВLV", посчитать радиус и линейную скорость . В моем собственном файле я рассчитываю ещё максимальную мощность, мощность на различных нагрузках, мощность и скорость вращения при заряде АКБ током 1А и 5А.