Как работает удвоитель напряжения на конденсаторах.

[GenaVetrov]

...На практике все это "щупал". Проверьте себя, кто хочет. Составьте закон сохранения энергии для
...
интересно, у кого возникнут вопросы, а кто все "увидит" как арифметику.

В зависимости на каком уровне "рассматривать" предложенный пример могут возникнуть те или иные вопросы.
"школьная начальная физика" подразумевает расчет перераспределения энергии по азбучным формулам без учета потерь.
Продвинутое рассмотрение, практическая реализация на уровне высоких напряжений, емкостей может привести к КЗ, искрам, травмам! на что уйдет большое количество энергии.

...Проще рисовать эпюры используя симулятор. Общий узел в симуляторе можно ставить где угодно, главное что бы он был....

Этот важный момент я как-то упустил в сообщениях выше. Подразумевал как само собой разумеющееся.
А, ведь верно, насколько помню в "школьном курсе" обучения этому совсем не уделяли внимания, по специальности - уж не помню за давностью лет.
Реальная работа быстро дала запомнить, что с определения общей точки неизвестной схемы начинать надо, затем далее плясать. Без этого быстро завязнешь в маломальски сложных схемах.
Как это делать на реальном неизвестном узле, на бумаге, опять же вопрос отдельного обсуждения.

Современные не совсем простые компьютерные симуляторы этот момент не упустят

Топикстартер что-то перестал участвовать в обсуждении.
Без его ...идей... обсуждение сливается в переливание из-пустого-в-порожнее

[georg65]

Я бы подправил. Решает знак напряжения.

Уместно. Но, вопрошающий рисовал стрелочки, я подумал, так будет понятнее для него.

[цифровик]

monopolie,

Поставь у себя в браузере этот апплет, прямо в закладки. Дам вам адрес. Многие вопросы отпадут.
Пользоваться им легко. Много различных примеров схем. Небольшие схемы можно самому делать для понимания принципов работы каких либо узлов схем. Хорошее учебное пособие.

http://www.falstad.com/circuit/

[laser532]

В зависимости на каком уровне

Прилежный ученик из закона сохранения заряда q=CU=2CV обнаружит, что напряжение после выравнивания V=U/2 станет вдвое меньше, чем было, а половина энергии куда-то "делась": W2= CVV/2 + CVV/2 =CVV = CUU/4, а была W1=CUU/2. Заинтересует его это или нет и пригодится ли в жизни ("Ара, дэлом займись, да?") уже дело пятое. Только вот когда инженер не понимает почему в ключе, заряжающем конденсатор, выделяется столько же энергии, сколько приобретает конденсатор и пытается снижать сопротивление канала (порождая звон) это плохо. Видимо, в школе физику проходил. Причем, хоть сверхпроводником, хоть резистором замыкай, вопрос лишь колебательного или апериодического процесса выравнивания и времени рассеивания энергии. Такие эти конденсаторы "коварные".
Я уж молчу, когда вижу косяки производителей этих самых конденсаторов, типа К78 с водяным охлаждением. Чей там больной (или усталый) мозг это "творил".

PS Ответ не лично Вам. Я не сомневаюсь, что большая часть тут все это прекрасно знает. Я просто видел удивление от этого "открытия" у людей, закончивших и учивших ОТЦ, РЭА и прочая нужная наука. Просто когда эти энергии "щупаешь" (водяным охлаждением), то они никак не абстрактны.

PPS В индукторах напичкано столько "визуализации" электродинамики, что трудно с чем-то сравнить. Только желательно от 100 кГц до несколько МГц и не менее десятка кВАр "щупать". Ну, и металлы должны быть разных форм, и свойств (порошки, пластины, гранулы; серебро, медь, железо, нихром).

[monopolie]

Да, спасибо за ответы.
цифровик, читал я это до создания темы. Я не согласен со статьёй.

laser532, у меня конденсаторы неправильные? После выравнивания напряжения в них остаётся энергии поровну и ровно половина от напряжения заряда первого конденсатора. Напряжение не теряется.
Или кулоны пропадают? Если кулоны, то и напряжение тогда проседать должно.
Если заряжать конденсатор с одной ёмкостью, а подсоединять к нему параллельно разряженный конденсатор с другой ёмкостью, то будут получаться разные казусы.
Напряжение в конденсаторе это плотность расположения кулонов. Попробуйте использовать конденсаторы с одинаковой ёмкостью.

Насчёт того что я не пишу- мне нечего писать. Ответов я в постах для себя не вижу. Вам виднее, видимо ответы были, тогда я их не понял. Советовали перерисовать схему и не париться)
цифровик, отличное приложение. (но не запускается у меня).
Скоро найду ответ, идеи есть.

[laser532]

После выравнивания напряжения в них остаётся энергии поровну

Немного поерничаю. Я рассказал как вода перельётся из одного стакана в другой через витиеватый краник, а Вы мне говорите: "А я с крана наливаю воды хоть полную бочку и что не так с моими полными стаканами и самоваром?"

Есть единичные процессы, а есть циклические. Есть открытые системы, а есть закрытые. Веревкой человека из колодца можно потянуть и спасти, а с дерева таким же образом убить. Лично Вам я лишь посоветовал решать побольше задач. По удвоителю Вам достаточно пояснили и без меня. Если просто ждать, когда наступит просветление, то ничего не выйдет, нужно трудиться. Лет в 10 я, наверное, первый умножитель собирал, вообще не понимал как он работает. Книга Войцеховского вдохновляла на эксперименты, а куча аппаратуры связи на свалке воинской части позволяла добывать компоненты. К моменту изучения теории был довольно большой практикум.

Я не согласен со статьёй.

А тут все просто. Поставьте себе такую задачу: заряжать N конденсаторов до напряжения U, а потом соединить их последовательно. С помощью каких-нибудь проводов, контактов реле, дяди Васи с 3 подъезда. Согласитесь задача решаема? Т.е. последовательное соединение N конденсаторов с напряжением U, даст нам конденсатор с напряжением NU, разве что емкость его упадет в N раз. Ну а теперь "придумайте" такую схему и соберите. Желательно на диодах и источнике переменного напряжения.

[georg65]

тогда я их не понял

а так?????

[bordodynov]

Для понимания работы вашего удвоителя можно понимать альтернативный подход. Это не удвоитель, а два однополупериодный выпрямителя. Только один выпрямляет положительную полуволну (получается положительное напряжение), а второй отрицательную полуволну (получается отрицательное напряжение). Выходы этих выпрямителей включены последовательно. Выходное рабочее напряжение снимается с клем обоих. Напряжение между двух это разность напряжений в каждом из узлов. Так как второе напряжение отрицательное, то в результате происходит сложение (не умножение) двух величин напряжений. От величин ёмкостей и тока нагрузки зависят только пульсации. Конденсаторы в данном случае выступают как накопители.
Что касается как работают конденсатор я сделаю расчёт перераспределения зарядов чуть позже.

Посмотрите как происходит перераспределение зарядов и энергии. Начальное напряжение на первом конденсаторе - 100 В. Второй разряжен.

[monopolie]

bordodynov, то что два источника питания соединённых последовательно дают двойное напряжение это и ежу понятно)
Я ведь о другом. Хмммм. Мы как будто на разных языках говорим. Мне надо стрелочки. Почему так получилось.
Ваше объяснение на чём основано? Вы отвечаете: на направлении тока. А показать КАЖДЫЙ ШАГ направления тока никто не может.
По мне так хоть 10 однополупериодных выпрямителей. Во первых 2 диода это не обязательно 2 однополупериодных выпрямителя.
По каким отличительным чертам вы узнаёте что это удвоитель напряжения? Я почему то уверен что вы этого не узнаете если не прочитаете описание к схеме.

цифровик, если снизите частоту до 1 Герц на этом симуляторе http://www.falstad.com/circuit/ и включите вольтметр на проводах, то увидите что полярности конденсаторов меняются.


Я составил теорию, но по ней с первого взгляда нельзя понять что это удвоитель. Нужно немного разобраться.
Следующая теория. Она мне кажется правдоподобной. Много ещё додумать надо, может доработки вносить. В общих чертах пока опишу.

[georg65]

Следующая теория. Она мне кажется правдоподобной. Много ещё додумать надо, может доработки вносить. В общих чертах пока опишу.

Резистор (нагрузка) мешает Вам понять работу таких схем.
Увеличите резистор (например, 50kOm? пусть будет), может тогда понятнее будет.