ГЕНРИХ ВАХЛАКÓВ

Э Р Г É Н Т И К А

или

НОВАЯ СТАДИЯ РАЗВИТИЯ

ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ

Часть первая

Copyright © 2012 Genrikh Vakhlakov

All rights reserved

ISBN 978-1-4660-8170-3

Published by L&L Publishing

Москва, 2010

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена ни в каком виде и никакими электронными или механическими средствами, включая запоминающие устройства и принтеры, без письменного разрешения автора книги.

Вахлакóв Г.В.

ЭРГÉНТИКА ИЛИ НОВАЯ СТАДИЯ РАЗВИТИЯ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ.

В книге обсуждаются общие принципы развития и их применение к процессам в электрических цепях.

Синтезируется особая электрическая и электронная система с использованием элемента с переменными во времени параметрами. Проводится ее анализ с применением ЭВМ. Показано, что синтезированная система является генератором энергии из «ничего» - эргентором.

Таким образом, доказано, что развитие (увеличение) информации (в особе Человека на Земле) неотвратимо приводит к возможности увеличения материи (энергии, вещества) на некоторой планете. Книга предназначена для вдумчивых, терпеливых и непредубежденных научных работников и инженеров в области философии, электрических цепей, импульсной техники и автоматики.

© Г.В.Вахлакóв, 2010

Содержание

Предисловие.

Цель предлагаемой книги – на основе общих принципов развития любых явлений и осмыслéния главной задачи, вставшей перед экономиками государств: потребностью в энергии – выработать инновационный метод ее решения.

Книга представляет собой нечто среднее между учебником и руководством по достижению поставленной цели плавно переходящее к синтезу и анализу особой электрической и электронной схемы.

Показано, что для решения задачи нужно использовать элемент схемы с новым качеством: элемент с переменным во времени параметром – электронный аналоговый ключ и реактивную схему с отсутствием обратного воздействия.

В каждом разделе приводятся краткие теоретические сведения, конкретные расчеты и использование ЭВМ, показавшие достигнутый результат: сотворение энергии из «ничего».

Материал книги расположен в соответствии с ростом трудностей его освоения. Приведены ссылки на большой список литературы по затрагиваемым вопросам.

Изложение материала предполагает абсолютную непредубежденность читателя.

Москва, август 2010 Генрих Вахлакóв

Россия, вперед!

1. Общий взгляд на процесс развития мира. Постановка задачи.

Приведем известные определения [1,3,14] таких фундаментальных абстрактных [1,2,3] понятий как МАТЕРИЯ и ИНФОРМАЦИЯ.

Материя (лат. materia вещество) [Википедия, 3] - нечто, находящееся в пространстве и времени и характеризующееся величинами массы и энергии.

Масса (лат. massa ком, груда ) [1,2] - одна из характеристик материи, являющаяся мерой её инерционных и гравитационных свойств.

Энергия (греч. energeia действие, деятельность ) [1,2] - одна из характеристик материи, являющаяся мерой её движения (имеет различные формы: энергия механическая, тепловая, электромагнитная, гравитационная , ядерная и т.д.).

Информация (лат. information разъяснение, изложение ) [Википедия,3] – некая абстракция, отражающая структуру и взаимодействие материальных, информационных и информоматериальных объектов.

Идея (греч. idea вид , форма, прообраз ) [3] умопостигаемые прообразы вещей чувственного мира [Платон , 2 , с.207], образ какого-либо предмета, явления, принципа [Википедия].

Сопоставляя определения «идеи» и «информации» - приходим к выводу, что «информация»

есть более широкое обозначение «идеи».

Любая субстанция [1,2,3] – любой информоматериальный объект - имеет противоположные стороны: определенное количество материи и определенное количество информации.

Но на ранней стадии развития науки Материю и Информацию признавали равноправными и независимыми друг от друга противоположностями. Рене Декарт стал основателем дуализма [3,6].

Если соотнести такое мировоззрение с двузначной системой логики то, обозначив М-материализм, а И-информатизм – имеем следующую таблицу истинности (если «истинное» высказывание обозначить цифрой 1, а «ложное» высказывание обозначить цифрой 0)[6]:

М	И	МИ
1	1	1
1	0	1
0	1	1
0	0	0

где знак - означает логическую функцию «неисключающее ИЛИ » , нестрогую дизъюнкцию (лат. disjunctio- разобщение, разделение, различие) [6]. Имеем безразличное сосуществование двух точек зрения. При этом подразумевается, что никакая точка зрения не меняется. Принимается метафизика [6].

При дальнейшем развитии науки появилась необходимость учитывать изменение (развитие) этих мнений (точек зрения). Cильно развилась информация.

Cтали восприниматься понятия: изменение, развитие, принцип развития. Начало восприниматься так называемое диалектическое мышление. Однако, поскольку до настоящего времени - ввиду недостаточного развития науки и техники – не был создан генератор энергии из «ничего» (вечный двигатель), не была прослежена взаимосвязь материи и информации, то это «диалектическое» мышление приняло однобокий, ограниченный характер: диалектика якобы справедлива лишь в пределах одной противоположности, но несправедлива одновременно в пределах обоих противоположностей.

«Философы» и «юристы» (ничего не смыслящие в технике – основном двигателе прогресса !)

не смогли осознать связь материи и информации и были вынуждены объявить о справедливости монизма [1,6]. Мир по их мнению либо «материалистичен», либо «информатичен» (идеалистичен). Они ввели понятия: «первичность» и «вторичность» [3,6]. Принимается на веру строгая дизъюнкция, «исключающее ИЛИ», которая имеет следующую таблицу истинности:

М	И	МИ
1	1	0
1	0	1
0	1	1
0	0	0

где знак означает «исключающее ИЛИ». Принимается на веру «ограниченная диалектика».

Естественно возникает борьба противоположностей М и И. Остаётся метафизика при рассмотрении субстанции.

Таким образом, парадигма [2,3] нынешнего мировоззрения представляется раздвоенной.

Согласно монистическим (ограниченным «диалектическим») материалистам материя первична (и её количество неизменно)[3], а информация вторична (и её количество изменяется Человеком и Природой).

Согласно монистическим (ограниченным «диалектическим») идеалистам («информатистам») информация первична (её высшим количеством обладает Бог, Абсолютная Идея), а материя вторична (и её количество может изменяться, «сотворяться» Богом, Aбсолютной Идеей, но не Человеком).

Уже в античной литературе встречаем противостоящие друг другу и исключающие друг друга философские системы: Демокрита и Платона, позднее Энгельса-Маркса и Гегеля [3]. Развились две монистические точки зрения : либо материализм, либо идеализм; развилась строгая дизъюнкция : либо X, либо Y. Встал вопрос о т.н. «первичности» : что первичнее «материя» или «информация»?

Но исторически информация на Земле развивалась, количество информации в природе и технике , в сознании Человека увеличивалось. В то же время материя не развивалась, количество материи оставалось неизменным. Здесь свою неблаговидную роль сыграл и играет метафизический [1,3] т.н. закон сохранения материи (закон сохранения энергии, закон сохранения вещества).

Безоговорочная вера в невозможность (Человеком) изменения количества материи стала психологическим барьером для человеческого ума на пути к познанию истины. Эта вера повседневно подкрепляется соблюдением в существующей практике закона сохранения энергии в механике [16], в

электротехнике [11, 16, 23, 24, 26, 27] и так называемым «здравым смыслом» [6].

Официальным решением Парижской академии наук в 1775 г. было прекращено рассмотрение любых проектов perpetuum mobile – вечного двигателя, совершающего работу без получения энергии извне [12,13].

При ответе на вопрос: каков «механизм» процесса развития противоположной стороны субстанции ? – монисты обеих точек зрения провозглашают справедливой «диалектику» - принцип развития. Немецкий философ идеалист Гегель - создатель систематической теории диалектики – не признавал справедливость принципа развития для информации, считая,что количество информации, располагаемое Богом, Абсолютной Идеей , неизменно, но количество материи Бог, Абсолютная Идея могут изменять («творить мир»). Материалисты же, наоборот, считают, что количество информации Человек может изменять, но количество материи неизменно[3,7].

Но неограниченная диалектика не терпит ограничения в развитии любой стороны субстанции.

Следует полагать, что иметь неограниченное количество информации (больше, чем у Бога, у Абсолютной Идеи) – можно, иметь количество материи в районе Земли - большее, чем существующее в настоящее время количество материи на Земле – можно , атеизм должен приветствоваться !

Таким образом, новая парадигма состояния субстанции приобретает вид конъюнкции (лат. conjunctio – союз,связь)[3,6] противоположностей, характеризуемой союзом «И» (когда новое, сложное сысказывание истинно тогда и только тогда , когда каждое из исходных высказываний истинно):

М	И	МИ
1	1	1
1	0	0
0	1	0
0	0	0

где знак - знак конъюнкции. И диалектика становится неограниченной, полноценной.

Мир выглядит комбинацией , сочетанием М и И (такое мировоззрение назовём комбизмом, информоматериализмом ).

Создание (синтез) генератора энергии из «ничего» [«вечного двигателя»] на Земле возможно и –

согласно неограниченной диалектике при отсутсвии форс-мажорных обстоятельств – неотвратимо! Cреда такого синтеза: материальная сторона субстанции с участием информационной стороны (с участием Человека).

Руководствуясь признанием всеобщности диалектики в развитии мира, гипотетико-дедуктивным методом [1, 7, 9, 11, 14, 26], учитывая насущные потребности современного общества, потребность в инновациях и поняв, что кибернетика уже успешно решает поставленные задачи по увеличению информации – я поставил (в 1960г.) перед собой новую задачу: создать (синтезировать) систему, в которой нарушался бы закон сохранения энергии (следовательно, увеличивалось бы количество материи – энергии и вещества) и принцип причинности – синтезировать генератор энергии из «ничего» (эргéнтор, вечный двигатель). [Подобно Норберту Винеру с его неологизмом «кибернетика», я ввожу неологизм «эргентика» ( от греч. ЭРГ –работа плюс ГЕН – родить) – наука о генерировании (сотворении ) энергии из «ничего» [1,5,8].

Чтобы развить явление необходимо вначале расчленить неразличенное единство [1, 7, 11] исходного предмета, явления на противоположности (исключающее ИЛИ), изучить эти противоположности (необходимо «янусианское», дивергентное мышление [9, 17]), вычленив их особые свойства, и затем искать пути к новому (к конъюнкции) – с учетом особых свойств – диалектическому единству, к новому качеству предмета, явления [6, 7, 9, 11, 17](к артефакту [Википедия,1]), использовав свойство синергии (эмерджентности) – эффекта совместного действия – при объединении этих противоположностей [40, 41, 42, 43].

Нужно произвести диалектическое отрицание так называемого основного вопроса философии –противоречия между информационным (духовным, идеальным) и материальным [3]).

Главная задача неограниченного диалектического мышления – объединение многообразного вплоть до синтеза противоположностей и выявления коренных причин и движущих сил изучаемых явлений.

Я вполне отдаю себе отчет, какой вой поднимет сонмище монистических ортодоксальных материалистов (метафизиков – «академиков») и идеалистов - против эргéнтики. Смехотворно видеть

в 21 веке казалось бы образованных людей - и даже с научными степенями - стоящих в церкви и молящихся перед изображениями своих религиозных идолов.

Однако в последнее время в России намечается и поддержка новых идей, изобретений, открытий. Такая поддержка, в частности, стимулируется необходимостью «ухода» от слишком глубокой сырьевой (нефть, газ, уголь, уран – необходимы для выработки энергии) зависимости в развитии экономики.

Поэтому необходимо всячески стимулировать техников- инноваторов (но не присосавшихся к ним управленцев, не «денежных мешков», не «юристов и философов»!) и инновации (коренные, революционные изменения) в области энергетики. Без инноваторов и обеспечения им всех необходимых условий для творчества нет и не может быть никаких коренных инноваций.

Государство должно «находить и поощрять талантливых и критически мыслящих людей,… на которых и держится инновационный мир» (Д.А.Медведев) [18].

Б. Обама намерен инвестировать в разработку новых источников энергии в США 15 млрд. долларов в год [44].

Выше мы говорили о неограниченной, то есть, свободной диалектике. Такая трактовка диалектики должна обеспечиваться и поддерживаться государством.

Государство не машина для воспроизводства метафизических господствующих идей [46].

Важно дать обществу шансы для свободного [3] развития. Врагом свободного развития всегда была нетерпимость, избыток контролёров, навязывание обязательных стереотипов мышления, ограничение свободы мнений.

Свобода есть совершенно необходимое условие для прогресса.

Пусть до поры, до времени существуют и религии, правда они не должны насаждаться насильно.

Необходимо ликвидировать различение инноваторов по возрасту (молодежные – немолодежные !). Такое деление совершенно бессмысленно. Возможно лишь деление по важности инноваций (1-го ранга, 2-го ранга, 3-го ранга и т.д.).

Создавая эргентор, тем самым меняя мировоззрение, конечно же, нужно понимать влияние мировоззрения на управление обществом и на управление техническими системами.

Мировоззрение «материализм» было взято на вооружение коммунизмом и плановой экономикой.

CCCР ориентировался на коллективное хозяйство, в нём осуществлялась несвобода (частичная) для индивида и свобода (частичная) для большинства людей.

Мировоззрение «информатизм» (идеализм) было взято на вооружение капитализмом и рыночной

экономикой.

Западные страны (США, Англия) ориентировались на индивидуальное, свободное, частное предпринимательство , в них осуществлялась (и осуществляется) свобода (частичная) для индивида

и несвобода (частичная) для большинства людей. Во властных структурах есть республиканцы - консерваторы, но есть и демократы-лейбористы.

Что касается технических автоматических систем , то и здесь мы отмечаем использование двух противоположных принципов управления:

1– принципа регулирования по отклонению регулируемой величины, принципа обратной связи (сравни с принципом капитализма),

2 - принципа регулирования по возмущению, принципа компенсации (сравни с принципом коммунизма).

Наилучшее управление в таких системах осуществляется при комбинированном управлении, в котором используются оба принципа (см. 21, Ивахненко А.Г.).

Решая поставленную задачу: создать эргéнтор – обратимся вначале к рассмотрению обычных электрических цепей, которые отличаются разнообразием структур, широкими возможностями изменения их качеств.

Но перед этим сделаем «реверанс» в адрес возможных критиков эргéнтики, критиков «вечного двигателя».

Афоризм «Войска Донского отставного урядника из дворян из села Блины-Съедены Василия Семи-Булатова (А.П.Чехов «Письмо к ученому соседу»):

«Этого не может быть потому, что этого не может быть никогда» - стал уже общим местом при высмеивании подобного рода умозаключений.

Такое умозаключение по сути, относится к так называемой неполной индукции, когда общий вывод о всем классе предметов (в частности, о невозможности «вечного двигателя») получают на основании знаний лишь некоторых (хотя и многочисленных) предметов данного класса [6]).

Заключение, полученное в результате такой индукции, постоянно находится под угрозой опровержения его истинности [6].

Когда же хотят все-таки «защитить» такое заключение, то часто вместо обоснования истинности или ложности тезиса с помощью объективных аргументов пытаются все свести к положительной или отрицательной характеристике личности человека, утверждение которого поддерживается или оспаривается [6].

Поэтому необходимо обязательно увеличивать роль изучения в вузах: философии, диалектики развития любых явлений, формальной и диалектической логики, логических ошибок, разоблачении сознательных, злонамеренных демагогических искажений правил логического мышления [6].

2. Некоторые свойства линейных электрических цепей с постоянными во времени параметрами

Приведем некоторые свойства линейных электрических цепей с постоянными во времени параметрами, полагая, однако, что читателю они хорошо известны.

Если с течением времени параметры элементов и схемы цепи сохраняется неизменными, то такая цепь называется инвариантной (неизменяющейся) во времени [23].

Если параметры всех элементов электрической цепи не зависят от величин и направлений токов и напряжений на них, то такие элементы и цепи называются линейными, так как напряжение и ток в каждом элементе связаны между собой линейным уравнением [23].

В линейной, инвариантной во времени цепи (в ЛИВ-цепи, [23]) соблюдается принцип наложения (принцип суперпозиции, свойство аддитивности), который формулируется следующим образом: ток в некоторой ветви сложной цепи равен алгебраической сумме токов, вызываемой каждой э.д.с., воздействующей на цепь в отдельности [24, 32].

Электрическую схему (цепь), имеющую два входных и два выходных зажима (клеммы) называют четырехполюсником [24].

Если четырехполюсник не содержит источников электрической энергии (например, не содержит источников э.д.с. – электродвижущей силы), то такой четырехполюсник называется пассивным.

Для линейных, инвариантных во времени пассивных четырехполюсников справедлив так называемый принцип взаимности (обратимости) [23, 24].

Рассмотрим вариант цепи с питанием четырехполюсника от двух источников э.д.с.: и .

Э.д.с. в первом контуре (контуре 1, Рис.2.1,а)

Рис. 2.1. Принцип взаимности (или обратимости) для ЛИВ-цепей.

вызывает ток во втором контуре (в контуре 2), который равен _.

Здесь - передаточная проводимость четырехполюсника в направлении от зажимов 1 к зажимам 2.

Соответственно, э.д.с. в контуре 2 (Рис.2.1,б) вызывает ток в контуре 1, который равен . Здесь - передаточная проводимость четырехполюсника в направлении от зажимов 2 к зажимам 1.

Для линейных, инвариантных во времени, пассивных четырехполюсников справедливо равенство, отражающее принцип взаимности: .

Четырехполюсник может содержать как активные (активные сопротивления, в которых выделяется тепловая энергия) элементы, так и реактивные (емкости, индуктивности, трансформаторы, в которых не выделяется тепловая энергия) элементы.

Пусть и источник гармонической э.д.с. с частотой подключен к чисто реактивному четырехполюснику. При этом источник э.д.с. не развивает активной мощности и не влияет на мощность, развиваемую источником э.д.с. .

Если подключить источник гармонической э.д.с. с частотой к первой стороне этого четырехполюсника, то источник э.д.с. также не создаст ток через источник э.д.с. , не будет влиять на мощность, развиваемую источником э.д.с. , так как .

Принцип взаимности и опирающийся на него принцип (закон) сохранения энергии хорошо изучены. Они справедливы для всех известных систем с источниками э.д.с. и линейными, инвариантными во времени четырехполюсниками (ЛИВ-системами).

Для того чтобы нарушить всеобщность этих принципов считаю, что необходимо произвести диалектическое «отрицание» этих принципов путем применения нового свойства, качества системы – применения в системе элемента с изменяющимся во времени параметром.

Необходимо использовать линейные, вариационные(то есть изменяющиеся) во времени системы (ЛВВ-системы).

3. Синтез электрического четырехполюсника с постоянными во времени параметрами, обеспечивающего инвариантность влияния одного источника э.д.с. на другой

Для решения поставленной задачи – синтеза невзаимной системы – вначале обеспечим такие свойства синтезируемого четырехполюсника:

1) Отсутствие (отрицание) «противодействия», то есть, отсутствие (практическое) влияния гармонической э.д.с. на мощность, развиваемую источником э.д.с , и

2) Отсутствие (отрицание) (практическое) активной мощности, развиваемой источником э.д.с .

В качестве синтезируемого четырехполюсника применим разновидность реактивной мостовой схемы (Рис.3.1)(используется программа EWB 5.12).

Рис.3.1. Синтезируемый четырехполюсник.

Здесь параметры трансформатора Т1: Т1-power-10 to 1-primary to secondary turn ratio (N=2) – LE=0 Гн – LM=0,0016 Гн – RP=0,0001 Ом – RS=0,0001 Ом – вторичная обмотка с выводом посредине.

Обозначенные выше свойства четырехполюсника достигаются следующим образом (на примере).

Пусть на зажимы 2-2.1 (Рис.3.1) четырехполюсника подается гармоническая э.д.с. с действующим значением , частотой , угловой частотой .

Эта э.д.с. прикладывается к последовательной цепи , .

Пусть индуктивное сопротивление и индуктивность равны

Пусть емкостное сопротивление и емкость равны

Емкостное сопротивление в 3 раза больше индуктивного сопротивления

,

поэтому напряжение на будет в 3 раза больше напряжения на .

Сумма напряжений и равна . Напряжение противоположно по знаку напряжению . Таким образом, имеем (см. Рис.3.1)

380 В=570 В −190 В

=570 В, (точки 1-2.1, вольтметр М3) =190В (точки 1-2, вольтметр М2)

В схеме имеется трансформатор Т1. На первичную обмотку трансформатора подается напряжение (вторичная обмотка Т1 с отводом посередине).

Трансформатор понижающий, число витков вторичной обмотки в 2 раза менше числа витков первичной обмотки.

Поэтому на вторичной обмотке будет существовать напряжение , равное

(см. вольтметр М4)

Синусоидальные напряжения и равны по амплитуде и (при обходе цепи по пути: точка1 – точка2 – вторичная обмотка трансформатора Т1– точка 1.1) – находяться в противофазе.

Поэтому напряжение, создаваемое между точками 1 и 1.1 четырехполюсника теоретически равна нулю, то есть

.

Практически это напряжение будет незначительно отличаться от нуля (см. вольтметр М1)(Рис.3.1).

Передаточная проводимость четырехполюсника в направлении от зажимов 2 к короткозамкнутым зажимам 1 теоретически равна нулю.

Реальная указанная проводимость равна (Рис.3.2)

Рис.3.2. К определению передаточной проводимости от зажимов 2 к зажимам 1

[принимаем ; ; ; ;]

Реальная проводимость четырехполюсника в направлении от зажимов 1 к короткозамкнутым зажимам 2 (Рис.3.3) равна

Рис.3.3. К определению передаточной проводимости от зажимов 1 к зажимам 2

Таким образом, вышеприведенный принцип взаимности [23] для рассматриваемого четырехполюсника соблюдается, то есть

Реальная индуктивная катушка характеризуется понятием добротности индуктивной катушки [23].

,

где сопротивление характеризует активные потери мощности в катушке.

Добротность индуктивных катушек имеет значения [33, 34, 35, 36, 38, 39]

.

Принимаем на частоте 1кГц: .

Поэтому значение равно

и реальная (а не идеальная) индуктивная катушка на низких частотах эквивалентно представлена [23] как последовательное соединение и . Аналогично вводим сопротивления и .

Активными потерями мощности в конденсаторе пренебрегаем.

3. Синтез четырехполюсника с электронным аналоговым ключом.

Процесс развития любого явления проходит стадию перехода от одного качества к другому, стадию отрицания – снятия [9].

Таким новым коренным качеством для электрической цепи – по нашему мнению – является использование элемента с переменным во времени параметром [29].

Электрическая цепь является линейной, если параметры каждого ее элемента () не зависят от величины тока или напряжения через него (на нем).

Однако параметры каждого ее элемента могут меняться под влиянием внешнего управления в функции времени. В этом случае цепь является линейной с переменными во времени параметрами, линейной параметрической [28, 29], ЛВВ-цепью.

Линейные параметрические цепи описываются линейными дифференциальными уравнениями с переменными коэффициентами, то есть с коэффициентами, зависящими от аргумента (времени) [29].

Цепь является линейной, параметрической, если она содержит хотя бы один параметрический (изменяющийся во времени) элемент.

Параметрические цепи, содержащие только резистивные элементы, называются безынерцион-ными или цепями нулевого порядка.

Параметрические цепи, содержащие емкостные и/или индуктивные элементы, называются инерционными n-го порядка, где n-число самостоятельных энергоемких элементов. Эти цепи описываются дифференциальными уравнениями n-го порядка.

К цепям, состоящим из линейных элементов (в том числе и к параметрическим) применим принцип суперпозиции (наложения) токов и напряжений.

Если мы добавим (присоединим) к рассмотренному в разделе 3 линейному четырехполюснику с постоянными во времени параметрами некий параметрический четырехполюсник (S1), то получим результирующий параметрический четырехполюсник с зажимами 1s – 1.1s и 2 – 2.1 (Рис.4.1).

Рис.4.1. Результирующий параметрический четырехполюсник.

Здесь :

S1 -аналоговый ключ, управляемый напряжением , Voltage-Controlled Analog Switch S1

(COFF=0 B – CON=1 В – ROFF=1 ТОм – RON=0,1 Ом),

FG -функциональный генератор , создающий прямоугольные импульсы (положительные и отрицательные )с частотой следования 2 кГц, скважностью 58% (frequency 2 kHz – Duty cycle 58% - Amplitude 10 V ).

Электронный аналоговый ключ S1 управляется функциональным генератором FG ( либо специально созданной электронной схемой).

Активное сопротивление ключа S1 может скачком изменяться от 0,1 Ома до 1 ТОм (1 тераом= Ом).

Работа ключа S1 состоит в следующем. При поступлении положительного напряжения от FG на его (ключа) управляющие зажимы, ключ S1 проводит электрический ток (открывается), его сопротивление составляет (в нашем случае) 0,1 ом.

При поступлении отрицательного напряжения на управляющие зажимы ключ S1 не проводит электрический ток (закрывается), его сопротивление составляет 1 Том.

Учитывая, что цепь (Рис.4.1) содержит ключ S1 и два инерционных элемента и (трансформатор T1 принципиально на динамику процессов не влияет) имеем линейную параметрическую цепь второго порядка [29].

Для таких цепей справедлив принцип наложения (суперпозиции) для токов и напряжений.

Параметрические цепи второго порядка описываются дифференциальными уравнениями вида

где , , – функции времени.

Изучение и решение этого уравнения представляет собой обширную и нелегкую задачу [29].

Поэтому получили распространение приближенные методы решений этого уравнения.

Один из таких методов состоит в том, что параметрическое уравнение заменяется совокупностью линейных уравнений, решения которых согласовываются («стыкуются», «припасовываются», «сшиваются») на границах соседних участков.

Решения часто подкрепляются чисто физическими соображениями или экспериментальными данными [29], моделированием цепи на ЭВМ.

Основное предположение о работе синтезированного параметрического четырехполюсника состоит в том, что при присоединении к нему источников э.д.с. и в четырехполюснике существует последовательность переходных процессов, в результате чего токи отличаются от гармонических.

Такая последовательность переходных процессов обеспечивается «возбуждением» цепи в интервале 290 – 500 мкс и последующим возвращением (релаксацией) цепи в исходное состояние в интервале 0 – 290 мкс.

Требуется детальный анализ процессов в четырехполюснике при подаче э.д.с. , а также при подаче э.д.с. , к чему мы и переходим.

3. Управление электронным аналоговым ключом в синтезированном четырехполюснике.

Подадим на вход синтезированного параметрического (с переменными во времени параметрами) четырехполюсника гармоническую э.д.с. с действующим значением напряжения

Амплитудой ,

Частотой

Угловой частотой

Периодом

И углом сдвига (0 Deg).

Пусть функциональный генератор FG подает на управляющие электроды аналогового ключа S1 (Рис.5.1) периодический управляющий сигнал в виде прямоугольных разнополярных импульсов.

Рис.5.1. Подключение функционального генератора к управляющим электродам аналогового ключа.

Обеспечиваем то, что передний фронт положительного импульса (между клеммами «+» и «-» FG) длительностью 290 мкс амплитудой 10 В совпадает (синхронизирован) с началом положительного полупериода э.д.с. частотой 1 кГц (Рис.5.2)

Рис.5.2. Синхронизация импульса от FG с э.д.с. .

На Рис.5.1

V1: Источник напряжения управляемый напряжением (датчик напряжения)

Voltage-Controlled Voltage Source

Коэффициент передачи по напряжению Voltage gain (E) 1v/v

I1: Источник напряжения управляемый током (датчик тока)

Current Controlled Voltage Source

Сопротивление датчика тока Transresistance (H) 1 мОм (миллиом)

Отметим, что все последующие осциллограммы в книге для напряжений (U), токов (I), мощностей (P) в разных точках схемы будут привязаны по фазе – будут рассматриваться – относительно «опорной» э.д.с. , причем .

После положительного импульса непосредственно следует отрицательный импульс длительностью 210 мкс , амплитудой 10 В.

Период следования управляющего сигнала 500 мкс, частота 2 кГц.

Отношение длительности положительного импульса (290 мкс) к периоду следования управляющего сигнала (500 мкс) называется скважностью (duty cycle – DC) [Другое название – коэффициент заполнения]. В нашем случае скважность равна:

или 58%

При поступлении положительного импульса от плюсовой клеммы FG на нижний (по схеме Рис.5.1) управляющий электрод аналогового ключа S1 ключ «закрыт», ток через S1 от E1 не проходит), сопротивление ключа составляет 1 ТОм.

При поступлении отрицательного импульса от плюсовой клеммы FG на нижний управляющий электрод S1 ключ «открыт», ток через S1 от проходит, сопротивление ключа составляет (в нашем случае) 0,1 Ом.

Таким образом, при отключении точки 1 от , и точки 1.1 от напряжение между точками 1 и 1.1 имеет вид, показанный на Рис.5.3.

Рис.5.3. Напряжение между точками 1-1.1 в схеме Рис.5.1.

Download this book for your ebook reader.
(Pages 1-50 show above.)