Маятник Дубошинского помощь в реализации
#1
Отправлено 14 мая 2017 - 10:09
Вот такой вопрос.
Представим маятник и в качестве груза магнит. Под ним закреплен металлический предмет.
Теоретически сила с которой магнит притягивается к предмету не должна повлият на скорость затухания колебаний, так как сила и направление равны как для ускорения так и торможения на практике. колебания затухают почти сразу... Не могу понять почему... то что увеличивается трение и завихрения в предмете я понимаю, но К трения в подшипнике 0.02 а предмет из порошкового железа...
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#2
Отправлено 14 мая 2017 - 11:10
Для примера можно провести умозрительный эксперимент с пудовой гирей и магнитом, на неё воздействующим. Суммарная сила относительно массы изменится незначительно, и на колебания это почти не окажет влияния.
#3
Отправлено 14 мая 2017 - 11:28
qwer009 (14 мая 2017 - 10:09) писал:
Да? Ну тогда может объясните, почему в электромагнитном реле токи срабатывания и токи удержания разные? Чем ближе к центру металлического предмета - тем сильнее взаимодействие. Преобладающая над другими силами сила магнитного поля будет стремиться удержать предмет напротив центра металлического предмета, причём, движение к центру будет происходить быстрее, чем удаление от него. Подумайте, почему. Поэтому и останавливается магнит очень быстро напротив металлического предмета.
#4
Отправлено 14 мая 2017 - 16:15
Кстати буду очень признателен если кто подключится к моим мучениям. (в инете инфы по часам минимум ...)
В целом схему я уже придумал и собрал .. работает, но очень хочется по высить КПД увеличив время работы. У мен я в данный момент маятник - магнит, а внизу катушка дающая импульс компенсируя потери на трение в механизме часов. Ну очень хочется всунуть в катушку сердечник...
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#5
Отправлено 14 мая 2017 - 16:28
Можно погуглить на тему "магнит в медной трубе", чтобы понять, какой это серьезнейший фактор.
#6
Отправлено 14 мая 2017 - 16:35
#7
Отправлено 14 мая 2017 - 22:59
И еще вопрос. Так как катушка без сердечник захотелось повысить КПД путем использования и второй стороны катушки. но результат оказался еще хуже...
Увы видимо причина все же в токах Фуко которые образуются в самом неодимовом магните. Феритовый магнит качается визуально без изменений, но он слабенький и особо не выиграешь...
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#8
Отправлено 14 мая 2017 - 23:23
qwer009 (14 мая 2017 - 16:15) писал:
Да то же самое. Воздушный зазор - это расстояние. При меньшем расстоянии магнитное взаимодействие сильнее. Вы себе представляете постоянное магнитное поле равномерным, но при движении магнитного маятника расстояние до металлического предмета в верхней точке и нижней точке будет существенно разным, а значит, магнитное взаимодействие (в вашей системе) имеет градиент с максимумом в нижней точке.
#9
Отправлено 15 мая 2017 - 08:58
Усилие у пружины тоже не равномерно хотя и линейно, а у магнита можно сказать логарифмическое. Но имеет одинаковую графическую форму как при приближении получив добавочное ускорение, так и при удалении теряя полученную энергию. А вот токи Фуко я реально недооценил...
Вот нашел видио китайской игрушки. принцип тот же схема конечно для часов не пригодна. На видео видно что в катушке есть сердечник, но работает. а у меня нет...https://www.youtube.com/watch?v=ISn1FV1eZr4
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#11
Отправлено 15 мая 2017 - 17:45
qwer009 (14 мая 2017 - 10:09) писал:
Теоретически сила с которой магнит притягивается к предмету не должна повлият на скорость затухания колебаний, так как сила и направление равны как для ускорения так и торможения на практике.
На практике вы находитесь в псевдо-стационарных колебаниях, и затухание говорит о том, что или недостаточно энергии для поддержания данного колебания (из множеств), или ваша система имеет разбаланс в виде плавающей опоры/источника енергии (энергия подводится недостаточно долго). Нужно или увеличивать длинну магнита, или сам маятник.
#12
Отправлено 15 мая 2017 - 19:45
Nazarett,
О поддержании пока речь не идет. Рассуждая логически если ( без питания и схемы) маятник затухает с сердечником быстрей, значит и для поддержания потребуется больше энергии. По поводу люфтов я задумывался, но пока не знаю где копать, подшипники из фторопласта 2мм. Хотя тема с сердечником тоже еще под вопросом.. Хотя сердечник увеличивает силу магнита в разы, но за счет чего? Как я понимаю он просто способствует концентрации всего поле в объёме сердечника, а нужно это или нет пока не знаю.
продолжительность импульса в сигнальной катушке значительно уменьшается хотя увеличивается амплитуда и скорость нарастания. Форма катушки тоже под вопросом. Формулы индуктивности я знаю, но сила магнита и индуктивность не одно и тоже, причем не совсем еще понятно как лучше подпитывать маятник коротким и сильным импульсом или слабым но растянуть во времени за счет габаритов катушки. В инете инфы практически "0". вот и закипают уже мозги.
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#13
Отправлено 15 мая 2017 - 22:01
Цитата
Значит энергия присутствует не в тех фазах колебаний
Я не знаю как вы не нашли информации в интернете, но таки вот
#14
Отправлено 15 мая 2017 - 23:27
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#15
Отправлено 17 мая 2017 - 16:36
#16
Отправлено 17 мая 2017 - 19:20
Я бы поступил так: простейший счётчик на КМОП D-триггере. При затухающих колебаниях каждый четвёртый подлёт маятника будет на одинаковой высоте и через равный период. Через управляемый от счётчика ключ на катушку разряжается конденсатор, как в ускорителе Гаусса. Электромагнит отталкивает маятник при движении вниз из верхнего положения (расположение катушки определяется опытным путём). Необходимый импульс выбирается подбором ёмкости конденсатора. Ток заряда конденсатора за 4 периода будет очень небольшим.
#17
Отправлено 17 мая 2017 - 20:07
Подобные идеи крутились и в моей голове, но я не нашел им практическую реализацию по двум основным причинам.
1. так как амплитуда маятника не постоянна то расстояние до катушки будут разными а следовательно и усилие с которым катушка действует на магнит. Причем чем меньше получилась амплитуда в данный момент тем больше будет расстояние и казалось бы в этом случае нужно и качнуть сильнее, а получается в точности на оборот.
2. затухания маятника все время разные так как он вращает весь механизм часов, и хотя я чертил шестерни не с эвольвентным а циклоидальным зацеплением, передача момента все же не постоянна тем более, что изготовлены они из фанеры, а сами понимаете высокую точность фанера обеспечить просто не в состоянии.
Думаю не лишним будет выложить схему которую я придумал (на авторство не претендую ибо она простенькая и наверняка кто то уже ее собирал), но так как мои познания в электронике весьма поверхностны наверняка ее можно улучшить. ( с компом я не очень потому рисую на листочке и фото).
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#18
Отправлено 17 мая 2017 - 20:46
qwer009 (17 мая 2017 - 20:07) писал:
Маятник потяжелее, и будут стабильнее колебания и уменьшится разница в расстояниях имхо. Механические часы сделать очень сложно, и они малоактуальны, но идея мне нравится, очень красиво )))
#19
Отправлено 18 мая 2017 - 08:20
Вот скрин с осциллографа.на нем заметно что расстояние между импульсами не одинаковое. это катушка находится не на оси маятника (проверяю стабильность хода при изменении горизонта) ( наверно нужно было бы сознать отдельную тему, но я не умею..)
В очередной раз анализируя всю систему пришел к выводу, что значительная часть энергии выделяемой катушкой расходуется в пустую или даже во вред всей системе. на 1 рисунке попытался изобразить это. И пришла в голову мысль 2 рисунок, но вот как реализовать датчик маятника не знаю. может есть какие идеи?
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#21
Отправлено 18 мая 2017 - 14:13
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#22
Отправлено 19 мая 2017 - 00:21
Можно ещё использовать электродатчики наклона на проводящих немагнитных шариках...
Даже самодельные можно сделать для переключения полярности...
Ещё можно с подвесным контактом переключающий датчик наклона сделать.
#23
Отправлено 19 мая 2017 - 06:42
практичней разместить будет выше за маятником на корпусе, кстати удобно будет реализовать классический принцип регулировки периода колебаний. то есть механизм раскачки и маятник не имеют жесткой связки. В принципе можно подавать импульс 1 раз за полный цикл при движении маятника с лева на право а назад маятник вернет его сам, в этом случае полярность менять не нужно, но как определить это направление ... геркон очень хорош в этом смысле я просмотрел некоторые и ресурс переключений у них внушительный... если бы не требование по току...то можно наворотить что угодно вплоть до МК ... но настольные часы с питанием от сети как то не очень .
Тільки не було в тому мети – Я так не можу, а як зможеш ти?
#24
Отправлено 19 мая 2017 - 08:54