Понижение постоянного напряжения без потери мощности

[UNikolai]

HochReiter писал(а):

UNikolai, как можно соединить параллельно два ионистора/конденсатора без резистора? Сверхпроводящими проводами?

Да черт знает - я как то соединял и через резистор тоже пробовал, как раз таки для того, чтобы процесс был более управляемым

Добавлено after 2 minutes 16 seconds:

Ivanoff-iv писал(а):

если вопрос по преобразованию энергии из 1000 В в 12 В, то я бы сделал простой понижающий DC/DC (генератор, ключ, диод, дроссель), только дроссель д.б. достаточно большой индуктивности и с маленькой паразитной емкостью...
диод тоже придется ставить высоковольтный, зато на транзисторе не будет лишнего напряжения

Добавлено after 2 minutes 50 seconds:
HochReiter, это в разделе "практика" не бывает сверпроводящих проводов...

Добавлено after 2 minutes 27 seconds:
UNikolai, зачем замеры? расчетов не достаточно?
ну или если очень хочется - проведи серию испытаний и измерь нагрев конденсаторов - основная энергия выделится на их внутреннем сопротивлении (ESR) ну и в месте контакта искра будет энергичная...

Да не, лично мне нужно из 5 сделать 2 (-0,2+0,5В) с минимальными потерями
ну на практике оно ж показательнее, расчеты я тут, как раз таки, не понимаю

Добавлено after 1 minute 35 seconds:
Насчет серии замеров, все ведь проще - заряжаем ионисторы разным напряжением, соединяем, считаем заряд до и после по 0,5*С*U

Добавлено after 2 minutes 34 seconds:
И если говорить о той же искре, то она может быть, если это прям провода соединять, если же это уже плата (с соединением через тот же мосфет), то искры там быть не может

Добавлено after 1 minute 16 seconds:
Насчет ESR ионисторов - оно как раз таки очень маленькое

Добавлено after 1 minute 32 seconds:
Ток перетечки разве что не замерить, наверное, он будет оч быстро изменяться во времени

[Динозавр]

UNikolai,
Понижающий модуль Mini 360 DC, размер 17*11*3.8 мм
https://aliexpress.ru/item/32320177001. ... 1579785689
Ток реально порядка 1 А.

[HochReiter]

заряжаем ионисторы разным напряжением, соединяем, считаем заряд до и после по 0,5*С*U

0.5 лишнее. Q=C*U. Это энергия заряженного конденсатора 0.5*C*U^2.
А теперь пример. Два одинаковых конденсатора, один разряжен, второй заряжен до напряжения U. Соединим их. Заряд никуда не делся, он распределился по обоим конденсаторам. Емкость получившегося конденсатора удвоилась, напряжение, соответственно, уполовинилось. Q=2C*0.5U. Тогда энергия - посчитайте сами - уменьшилась в два раза. Независимо от сопротивления проводника или резистора, соединяющего конденсаторы. Половина энергии уйдёт в нагрев, в световую энергию искры, куда угодно, но куда-то уйдёт. Закон сохранения не обманешь.

[UNikolai]

Динозавр писал(а):

UNikolai,
Понижающий модуль Mini 360 DC, размер 17*11*3.8 мм
https://aliexpress.ru/item/32320177001. ... 1579785689
Ток реально порядка 1 А.

Спасибо, но все это мне не подходит, слишком большое энергопотребление

Добавлено after 3 minutes 14 seconds:

HochReiter писал(а):

заряжаем ионисторы разным напряжением, соединяем, считаем заряд до и после по 0,5*С*U

0.5 лишнее. Q=C*U. Это энергия заряженного конденсатора 0.5*C*U^2.
А теперь пример. Два одинаковых конденсатора, один разряжен, второй заряжен до напряжения U. Соединим их. Заряд никуда не делся, он распределился по обоим конденсаторам. Емкость получившегося конденсатора удвоилась, напряжение, соответственно, уполовинилось. Q=2C*0.5U. Тогда энергия - посчитайте сами - уменьшилась в два раза. Независимо от сопротивления проводника или резистора, соединяющего конденсаторы. Половина энергии уйдёт в нагрев, в световую энергию искры, куда угодно, но куда-то уйдёт. Закон сохранения не обманешь.

Да, про квадрат я забыл. Ну и сделал эксперимент - напряжение действительно располовинивается, а заряд снижается в 2 раза... Завтра буду разбираться как так

[HochReiter]

Гидравлическая аналогия: Сообщающиеся сосуды, открываем кран, вода течёт из сосуда с бОльшим уровнем в сосуд с мЕньшим уровнем. Потенциальная энергия воды (эм-жэ-аш) уменьшается. Куда девается энергия? Если в трубу, соединяющую сосуды, вставить турбину, она будет вращаться, вырабатывать ток и освещать всю нашу установку Если турбину не ставить, энергия израсходуется на трение воды о стенки трубы. Если трение незначительное, вода по инерции перельётся в другой сосуд и начнётся обратный процесс (аналог индуктивности, не только у катушки, но у любого проводника ненулевых размеров есть индуктивность) Но как бы ни происходил процесс, итог один: потенциальная энергия уменьшилась, перешла в тепловую, в звук (булькание), (в случае с конденсаторами ещё и в электромагнитное излучение, вспышка искры и т. д.)

[UNikolai]

HochReiter писал(а):

Гидравлическая аналогия: Сообщающиеся сосуды, открываем кран, вода течёт из сосуда с бОльшим уровнем в сосуд с мЕньшим уровнем. Потенциальная энергия воды (эм-жэ-аш) уменьшается. Куда девается энергия? Если в трубу, соединяющую сосуды, вставить турбину, она будет вращаться, вырабатывать ток и освещать всю нашу установку Если турбину не ставить, энергия израсходуется на трение воды о стенки трубы. Если трение незначительное, вода по инерции перельётся в другой сосуд и начнётся обратный процесс (аналог индуктивности, не только у катушки, но у любого проводника ненулевых размеров есть индуктивность) Но как бы ни происходил процесс, итог один: потенциальная энергия уменьшилась, перешла в тепловую, в звук (булькание), (в случае с конденсаторами ещё и в электромагнитное излучение, вспышка искры и т. д.)

Думаю, что пример с сообщающимися сосудами очень показателен, тут, возможно, дело даже больше в том, что заряд (количество воды) не изменится, а вот ро*(плотность)g*h уменьшится, но тут я еще больше подвник:
есть формула заряда конденсатора C*U, то есть количество заряда как бы будто и не меняется, условно говоря мы сколько миллиампер залили в конденсатор, столько там и осталось
а вот есть формула поля конденсатора и там уже 0,5*U^2*C, вот оно как раз таки и уменьшается в 2 раза, тут мне, скорее всего, не хватает каких-то знаний прям из школы
ибо выходит то, что:
если мы имели 2 конденсатора, один из них заряжен до 6 вольт и емкостью 1 фарад, другой разряжен в 0, с емкостью 1 фарад, соединив их мы получим конденсатор с напряжением 3 вольта и емкостью 2 фарада и ведь выходит, если мы имеем условную нагрузку с константным энергопотреблением в 1мА, то оба варианта конденсатора (1Ф*6В и 2Ф*3В) разрядятся в 0 выдав одну и ту же мощность
или нет?

Добавлено after 5 minutes 5 seconds:
И тогда еще вопрос, если мы имеем те же конденсаторы 6В*1Ф и 0В*1Ф, имея понижающий преобразователь со 100%КПД, то на какой отметке система придет в равновесие?

Добавлено after 3 minutes 45 seconds:
Ну или может чуть иначе - если мы имеем понижающий преобразователь со 100 процентами КПД, понижающий до 3х вольт

[>TEHb<]

Количество заряда одинаковое, только "поднят" он на разное напряжение. Если уж добивать аналогию с водой.

[UNikolai]

По моим расчетам выходит, что если исходить из того, что сколько мощности (Вт) отдаст один конденсатор, то столько же получит другой
один разрядится до 3х вольт, а второй зарядится до 1.65

Добавлено after 1 minute 57 seconds:

>TEHb< писал(а):

Количество заряда одинаковое, только "поднят" он на разное напряжение. Если уж добивать аналогию с водой.

Да да, это я теперь понял, но тем не менее -если использовать преобразователь со 100 процентами КПД, то он как раз таки использует энергию падения вот этого столба (электрического поля конденсатора) что же получится в моем примере выше?

[>TEHb<]

Если КПД вот прямо 100%, то на каждом из конденсаторов останется по половине от первоначального C*U^2*0.5 . То есть напряжение останется меньше первоначальных 6, но больше 3 Вольт.

[UNikolai]

То есть, если конденсатор 1Ф*6В разрядится через понижающий преобразователь с КПД100 до 5В, то выходит, что конденсатор 1Ф*0В зарядится до 3.31В!!!
Чудеса чудесные, товарищи!

Добавлено after 1 minute 32 seconds:
Просто удивительно, ей богу, спасибо, что помогли разобраться!

[12943]

HochReiter писал(а):

А теперь пример. Два одинаковых конденсатора, один разряжен, второй заряжен до напряжения U. Соединим их. Заряд никуда не делся, он распределился по обоим конденсаторам. Емкость получившегося конденсатора удвоилась, напряжение, соответственно, уполовинилось. Q=2C*0.5U. Тогда энергия - посчитайте сами - уменьшилась в два раза. Независимо от сопротивления проводника или резистора, соединяющего конденсаторы. Половина энергии уйдёт в нагрев, в световую энергию искры, куда угодно, но куда-то уйдёт. Закон сохранения не обманешь.

Это потому, что вы чужой энергией разбрасываетесь, а её сохранять надо, про это даже закон есть - сохранения энергии.
Если рассмотреть части заряда конденсатора, то окажется, что первая и последняя части, хоть по величине и одинаковы, в конденсаторе имеют сильно разную энергию.
Поэтому, если из конденсатора взять половину заряда, то с этой половиной уйдёт 3/4 энергии,
а когда вы этот заряд запихнёте в пустой конденсатор, то из этих 3/4 энергии в конденсаторе окажется только 1/4, а 2/4 уйдёт в пшик.
Поэтому, из конденсатора надо брать не ползаряда, а половину энергии (и меньше половины заряда).

[HochReiter]

если мы имеем условную нагрузку с константным энергопотреблением в 1мА, то оба варианта конденсатора (1Ф*6В и 2Ф*3В) разрядятся в 0 выдав одну и ту же мощность
или нет?

Нет. Во-первых, выдают не мощность, а энергию. Мощность - это скорость выдачи энергии. Во-вторых, энергия - не только ток, но и напряжение тоже, а оно в первом случае выше. Продолжая водную аналогию: половину воды перелили из полного стакана в пустой, а потом вылили из обоих стаканов в раковину. Второй вариант - только последнее действие, переливание из стаканов в раковину. Часть энергии (вспомним турбину с генератором и лампочкой) перешла в тепло при первом переливании, во втором варианте (2Ф*3В) её уже нет.