Занимательная электротехника

Приветствую всех заинтересованных этой темой.
Как-то появилось желание привлечь своего студента к знаниям. Подозревал что это “глухой номер” и поэтому предложил ему тысячу руб за правильный ответ. Можно пользоваться литературой и Интернетом.
Тема такая - что будет при последовательном соединении источников постоянного и переменного тока.
В качестве постоянного литиевый аккумулятор, а переменного - вторичная обмотка трансформатора на 2.4 В. Нагрузкой выступает лампа накаливания 12 В 10 Вт. Это что первое оказалось под рукой.
Схему рисовать не буду, а вот фото нашел.


При отключенном трансформаторе, постоянный ток течет через обмотку (сопротивление доли Ома) и лампочку. Тестер показывает постоянное напряжение на лампе 3.76 В.
При подключении трансформатора в сеть, показания тестера не меняются, но лампа начинает светиться ярче.
Говорю: ответишь почему - тысяча твоя. Он посмотрел и говорит: у меня и так есть деньги, зачем мне твоя тысяча. Сцуко****************** вот такие нынче студенты. (это я “запикал” свои эмоции).
Может ваши знакомые студенты не такие. Задайте им такой вопрос, пусть подумают.

Аккумулятор сильно греется при таком включении?

Тестер больно хороший. Его не смутить переменной составляющей.

сама постоянная составляющая тока почти такая же остаётся.
мощность складывается, так как общий ток у нас складывается. переменный ток + постоянный ток.
на осциллограмме это будет выглядеть как поднятие синусоиды вверх или вниз.
лампа мигать должна начать.

Совсем не греется. С чего бы

На глаз не заметил моргания. Может уличный свет влиял, может слабый накал…

Аккумулятор работает как демпфер в этой схеме, четкого «мигания» не будет.

Странно что не греется акб (может нагрузка мала?). В моих подобных экспериментах грелся, хоть и не значительно. Правда был акб щелочной (от фонаря щахтерского, вроде бы)…

ЗЫ: Давно это было, могу и путать что-то. Но что нагревался ощутимо рукой - это точно, запало в память. Нагрузкой была лампа фонаря (стопов) ГАЗ-53.

Ну если она на 12 вольт, например, то да еле заметно будет.

Величину переменного напряжения выбирал из расчета чтоб амплитуда была меньше напряжения аккумулятора. Иначе он бы начал заряжаться в определенные моменты.
Ток через лампу не мерил, примерно полампера.

Во, поэтому и не грелся)

Что показывает тестер - хз. Обычно зависит от того что мы измеряем.
Если измеряем переменное напряжение - то он вполне может показывать только переменную составляющую. Соответственно если постоянное - то постоянную составляющую.
А переменная составляющая у нас не поменялась. Поэтому и показания тестера так же могли не поменяться.

А что касается лампочки - тут можно объяснить с математической точки зрения:
Находим разность интеграла от (a+sinx)^2 dx и интеграла от (sinx)^2 dx и убеждаемся, что при разнице пределов интегрирования равной целому числу периодов результат положительный и равный x*a^2, а это значит что мощность лампочки, работающей от соединенных последовательно источников переменного и постоянного напряжения будет равна сумме мощностей потребляемых той же лампочкой от каждого из двух этих источников по отдельности. Т.е. P12=P1+P2 . Разумеется, полностью такое тождество выполняется только для идеальной лампочки (т.е. лампочки с постоянным сопротивлением). Но для реальной лампочки, сопротивление которой зависит от температуры, все равно будет выполнятся по меньшей мере неравенство P12>P1

Ну это собственно как я бы обосновал. Но я не студент.
У меня вопрос: А как должен был бы ответить и обосновать студент?

2 лайка

народ, нас туб обсинусили )))

Это странно, я думал и на этот случай у тебя есть “знакомый” который…

1 лайк

Думаю, если студент технической специальности, - примерно так же.
А вот насчет гуманитария - действительно интересно.

Специальность у студента техник-электрик.

А чего ему греться-то от половины ампера, при внутреннем сопротивлении порядка нескольких десятков милиом. да и для большинства подобных аккумуляторов это вполне допустимый ток как для разряда, так и для заряда.
Интересно только как такие аккумуляторы относятся к режиму заряда/разряда с частотой 50 гц, например если бы напряжение на трансформаторе было выше чем на аккумуляторе.

Как, как, не пихали чтоль электролиты в 220 по молодости?
Мы 'такие" бомбочки делали )))

В режиме измерения постоянного напряжения тестер показывает среднее значение. При накладывании синусоиды на постоянную составляющую среднее не меняется. Поэтому и показания тестера не меняются. Ну там может какие-то мВ из-за разного падения напряжения на проводах при изменении тока нагрузки.

Опечатка.

Для меня достаточен был бы ответ типа такого, что тестер показывает среднее значение напряжения, а мощность, выделяемая на лампе, считается по действующему напряжению. На постоянном токе (без пульсаций) действующее или среднеквадратичное и среднее равны, а на пульсирующем - действующее всегда выше среднего.

@xDriver , а по тому вопросу отвечу позже, там все не так просто как я думал.

Почти. На самом деле бегло прочитал и мне показалось что сначала лампочка работает от трансформатора, а потом от трансформатора с аккумулятором. В таком случае и все прочее, что я написал

нужно поменять на:
“Находим разность интеграла от (a+sinx)^2 dx и интеграла от a^2 dx …”
Конечный вывод от этого не изменится, но сам ход обоснования немного поменяется.