Istnieje kilka niewspomnianych dotąd spraw praktycznych, o których należałoby powiedzieć. Patent Figuera ukazuje elektromagnesy jako po prostu prostokąty, i jakkolwiek rdzenie w kształcie litery C były rozważane i dyskutowane, istnieje możliwość, że są one po prostu I-kształtne, lub nawet mają postać krótkich cylindrów, szereg razy szerszych niż wysokich. Te proste kształty mogą uczynić generator bardzo prostym w budowie, aczkolwiek C-kształtne rdzenie potrzebują tylko połączonych ze sobą trzech prostych sekcji.
Ważne jest, aby konstruować każdy z rdzeni z żelaza i tylko z żelaza. Chociaż laminowane rdzenie minimalizują prądy wirowe, w tym zastosowaniu laminowane rdzenie miałyby bardzo negatywny efekt magnetyczny (fakt ten nie jest powszechnie znany).
Z całego serca zgadzam się z anonimowym kontrybutorem, sugerującym, żeby każda próba zreplikowania urządzenia była możliwie bliska temu, co przedstawiają rysunki, a urządzenie zawierało siedem osobnych układów po trzy elektromagnesy. Aczkolwiek, dla dalszych eksperymentów, można wypróbować cokolwiek łatwiejszą konstrukcję, z tylko jednym zestawem elektromagnesów, rozciągając ich długość na poprzednie siedem segmentów:
Projekt ten ma tą zaletę, że jest łatwiejszy w konstrukcji.
Ilustracja 15 (część II) pokazuje dwa elektromagnesy na połączone na szczycie do minusa baterii, i do plusa na spodzie. Ale jeden jest oznaczony na szczycie biegunem północnym, a drugi południowym, może się więc przydać słowo wyjaśnienia. Jeśli połączy się cewki w ten sposób, wówczas jedna będzie nawinięta zgodnie z ruchem wskazówek zegara (CW), a druga odwrotnie:
Alternatywą jest nawinięcie wszystkich cewek tak samo, ale zmiana podłączenia:
Projekt Figuera zaimplementowany został ponad sto lat temu, gdy nie znano jeszcze półprzewodników. Clemente użył więc silnika elektrycznego, sterującego układem komutatora, aby osiągnąć elektryczne przełączanie, którego potrzebował.
Jakkolwiek w żaden sposób nie jestem przeciw mechanicznemu przełączaniu, zwłaszcza, gdy buduje się prototyp, (...) następujące sugestie mogą być pomocne dla doświadczonych budowniczych obwodów.
Mimo nawijanego rezystora, mającego tylko osiem punktów podłączenia, przełączanie ma 16 wyjść, ze względu na użyte przełączanie przednie i wsteczne. Stały, 16-stanowy moduł przełącznika może być skonstruowany z dwóch obwodów scalonych CD4017 dzielonych na dziesięć, jak poniżej:
Ustawienie to daje 16 wyjść w sekwencji, zatem dwa wyjścia muszą być ze sobą połączone, aby naśladować mechaniczne przełączanie użyte przez Clemente. Przypuszczalnie nie jest to dobry pomysł, żeby łączyć razem dwa wyjścia, i na każdym przydałaby się izolująca dioda, powiedzmy, typu 1N4148. Proszę zauważyć, że podłączenia pinów tutaj przedstawione zostały zmienione, gdy okazało się, że w obwodzie tym pin 3 drugiego 4017 nie funkcjonuje prawidłowo:
Do załączenia każdego z sekwencji rezystorów można użyć ośmiu tranzystorów. Clemente użył mechanicznego przełącznika, i na prawdę nie ma znaczenia, jak będą podłączone końcówki baterii. Możemy osiągnąć przełączanie przy pomocy tranzystorów PNP (lub P-kanałowych FET-ów), będących w ustawieniu jak tutaj (z pokazanymi tylko dwoma z ośmiu):
Można też odwrócić baterię, dla łatwiejszej opcji z tranzystorami NPN:
Byłem pytany przez nowicjuszy elektroniki o pokazanie możliwej formy konstrukcyjnej tego typu obwodu. Nie jestem szczególnie dobry w takich rzeczach, ale jest tutaj parę niezoptymalizowanych diagramów dla standardowych rozmiarów płytki drukowanej:
Doświadczony eksperymentator Woopy
opublikował wideo szybkiego eksperymentu, testującego pracę wg zasady w tym projekcie Fuguera. znajduje się ono tutaj, na którym autor zwiera obwód wtórny, pokazując, że prąd wyjściowy nie ma wpływu na wejściowy. Pokazuje też kilka ciekawych przebiegów oscyloskopu:
Pierwszy zrzut zaskoczył mnie, gdyż pokazywał przebieg wyjścia jako doskonały kwadrat, podczas gdy ja spodziewałem się raczej fali sinusoidalnej, skoro źródłem jest cewka z induktancją. Drugi pokazuje bardzo wyraźnie, jak dwa zestawy głównym elektromagnesów pracują nie w fazie, dzięki mechanicznemu przełącznikowi 6-stanowemu. Odnotowano, że Figuera napędzał swoim prototypem 20-konny silnik, i jeśli motor był w pełni obciążony, było to jakieś 15 kilowatów, w pełni wystarczające do zasilenia domu.
Proszę pamiętać, że elektromagnesy zrobione są z żelaza, które laminowane czy nie, ma swoją górną częstotliwość, przypuszczalnie około 500 Hz lub niższą (...). Dla 60 Hz wyjścia z mechanicznym przełączaniem, potrzebny jest silnik osiągający 3600 obrotów na minutę, co jest całkiem sporą, ale osiągalną prędkością. Moc wyjściowa jest też ograniczona przez zdolność przewodzenia uzwojenia wtórnego. Pierwsza strona Dodatku pokazuje pojemność prądową dla standardowych drutów AWG i swg.
Ponieważ ten projekt Figuera jest tak ważny, będąc nisko napięciowym, wysokiej mocy, i nie wymagającym strojenia, byłem niedawno pytany o wyjaśnienie go w większych szczegółach, oraz o dostarczenie informacji ilościowych o komponentach dla dla ludzi początkujących w eksperymentach nad nim. Nie jestem ekspertem elektroniki, więc moje sugestie muszą być brane pod uwagę jako takie, jakie są - czyli jako sugestie możliwego punktu wyjścia do eksperymentów.
Pierwszą sprawą jest, że dwie połowy uzwojenia pierwotnego stają się elektromagnesami, gdy płynie przez nie prąd. Siła elektromagnesu rośnie razem z prądem. Duży prąd: silny magnes. Mały prąd: słaby magnes.
Obwód Clemente Figuera jest zestawiony w taki sposób, że prąd płynący w uzwojeniach jest zmienny, i gdy jeden magnes jest silny, drugi jest słaby i na odwrót. Działa to jak tu:
Gdy mechaniczny lub tranzystorowy przełącznik łączy baterię z punktem 8
z poprzednich diagramów, mamy sytuację jak z rysunku powyżej. Prąd z baterii płynie bezpośrednio przez elektromagnes A
, maksymalnie go wzmacniając. Elektromagnes B
również otrzymuje prąd od baterii, ale jest on zredukowany przez rezystor.
Gdy przełączenie się zmienia, i bateria podłączona jest do punktu 1
, otrzymujemy takie ustawienie:
Tutaj, elektromagnes B
jest wolny od rezystora i otrzymuje maksymalny prąd, podczas gdy z kolei elektromagnes A
otrzymuje prąd zredukowany przez rezystor.
Przełączając pomiędzy tymi dwiema pozycjami, otrzymalibyśmy prostokątny przebieg, ale Clemente tak nie zrobił. Zamiast tego, podzielił rezystor na siedem części (jeśli rys. 14 pokazuje to prawidłowo, jedna część posiada tylko połowę rezystancji drugiej części). To daje ustawienie jak tu:
(...)
Clemente ustawił zestaw przełączników baterii w zapętloną sekwencję 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1. Sprawia to, że połączenia pomiędzy punktami 1 i 8 są dwukrotnie dłuższe w porównaniu z punktami pomiędzy, dając raczej sinusoidalny kształt przebiegu, niż trójkątny.
Prąd płynie przez oba elektromagnesy cały czas. Jego przepływ nie jest przerywany, a jedynie się wciąż zmienia - gdy jeden elektromagnes dostaje więcej prądu, drugi dostaje go mniej.
Mechaniczne przełączanie, użyte przez Clemente będzie pracowało sprawnie, aczkolwiek będzie temu towarzyszył hałas motoru a kontakty będą się zużywać. Wersja nieruchoma byłaby cicha, bardziej niezawodna i trwalsza. Istnieje wiele sposobów na zbudowanie większości obwodów elektronicznych, a każdy budowniczy będzie miał własną drogę w jego konstruowaniu. Obwód Figuera nie precyzuje napięcia baterii, i niektórzy będą chcieli użyć zapewne 12-woltowej. Ponieważ wiele tranzystorów typu FET potrzebuje nawet 10 woltów do prawidłowego włączenia, dwanaście woltów może się okazać niewystarczające. Sugeruję zatem użycie starszych tranzystorów bipolarnych.
Ponieważ tranzystor musi przewodzić prąd przepływający przez elektromagnes, musi być w stanie udźwignąć jego znaczny przepływ. Powszechnie stosowany tranzystor 2N3055 może to zrobić (podobnie jak inne odpowiednie tranzystory). Prędkość przełączania jest dla tranzystorów bardzo, bardzo wolna, więc prędkość nie jest problemem. Napięcie jest bardzo niskie, więc to również nie jest problem, i tranzystory 2N3055 zdecydowanie są możliwym wyborem.
Wśród powszechnych tranzystorów dużej mocy, przyrost prądu jest 20 lub 30-krotny. Oznacza to, że do prawidłowego przełączenia do bazy tranzystora należy dostarczyć prąd o natężeniu jednej dwudziestej prądu przełączanego. Prąd bazy jest za wysoki do wygodnego użycia, więc możemy podnieść wzmocnienie do 6000 razy dodają tranzystor niskiej mocy, jak 2N2222. Te dwa tranzystory składa się razem w "parę Darlingtona", wyglądającą tak:
W tym ustawieniu dwa kolektory są spięte razem, podczas gdy emiter 2N2222 prowadzi do bazy 2N3055. Przy 6000-krotnym przyroście prądu musimy ograniczyć prąd płynący przez złącze baza-emiter, wprowadzając rezystor R8 w następującej propozycji obwodu:
Rezystor 10K zmniejsza prąd do około 9 A, podczas gdy rezystor 4,7K pozwala na około 8A. Każda para tranzystorów jest włączona przez jedną ósmą czasu, ale tranzystor 2N3055 wymaga radiatora. Jeśli dla wszystkich tranzystorów 2N3055 jako radiator służy pojedyncza płytka z metalu, wówczas pomiędzy każdym tranzystorem a płytką potrzebna jest podkładka z miki, ponieważ kolektor każdego z 2N3055 jest jego częścią metalową, a w tym obwodzie kolektory nie są uwspólnione. Podkładka z miki przewodzi ciepło, ale nie elektryczność. Można oczywiście użyć osobnych radiatorów.
Kondensator C
na powyższym diagramie jest przypuszczalnie niepotrzebny. Przełączanie musi zapewniać stały prąd płynący przez oba elektromagnesy. Spodziewam się, że układ 4017 jest wystarczająco szybki, aby to zapewnić. Gdyby się okazało, że tak się nie dzieje, mały kondensator (przypuszczalnie 100nF) może opóźnić przełączenie na tyle, że włączony zostanie następny tranzystor w sekwencji, w myśl zasady "zrób przed przerwą".
Jak zaznaczono w tabelce powyżej, piny układu 4017, prowadzące do par tranzystorów poprzez diody 1N4001 (lub podobne) są następujące:
IC1 pin 3 i IC2 pin 6 do punktu podłączenia rezystora 1.
IC1 pin 2 i IC2 pin 5 do punktu podłączenia rezystora 2.
IC1 pin 4 i IC2 pin 1 do punktu podłączenia rezystora 3.
IC1 pin 7 i IC2 pin 10 do punktu podłączenia rezystora 4.
IC1 pin 10 i IC2 pin 7 do punktu podłączenia rezystora 5.
IC1 pin 1 i IC2 pin 4 do punktu podłączenia rezystora 6.
IC1 pin 5 i IC2 pin 2 do punktu podłączenia rezystora 7.
IC1 pin 6 i IC2 pin 9 do punktu podłączenia rezystora 8.
Projekt Figuera jest bardzo atrakcyjny, ponieważ cechuje się tylko prostymi, łatwo dostępnymi materiałami, niskim woltażem i nie wymaga skomplikowanego strojenia. Ma również możliwość samo-napędzania, jeśli część mocy wyjściowej skierować na wejście w formie ustabilizowanej. Otrzymywana moc może sięgnąć kilowatów, jeśli średnica użytego okablowania będzie w stanie przewodzić taki prąd. Rozdział 12 omawia bardziej szczegółowo obwody elektroniczne.
Kontrybutorowi, który chciał pozostać anonimowy, nie spodobał się przedstawiony powyżej schemat, i zaproponował własny, zbudowany przez niego i przetestowany:
Tranzystor BDX53 Darlingtona NPN nie jest dostępny na całym świecie, można więc użyć połączonych tranzystorów 2N2222 i 2N3055 (lub TIP3055), które, jak pokazano, pracują tak samo.
Przetłumaczono z http://www.free-energy-info.co.uk/Chapt3.html
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz