¿Hay un doble del transformador?

Question

Los condensadores e inductores son duales entre sí .

Un transformador está formado por dos inductores y transfiere la energía a través de inductancia mutua a través de la red magnética campo cercano (Además, se puede variar la relación de tensiones o corrientes cambiando la relación de vueltas en el núcleo. Podrías pensar en esto como el acoplamiento de un solo bucle primario con muchos bucles secundarios, y luego apilar los bucles secundarios para que sus tensiones de salida se sumen.

¿Hay un doble eléctrico del transformador? Algo que utiliza la capacitancia y transfiere la energía a través de la eléctrico ¿campo cercano sobre una barrera de aislamiento? ¿Alguna forma de acoplar un único condensador primario con múltiples condensadores secundarios y luego apilarlos para hacer la conversión de energía sumando sus salidas?

Sé que se puede construir una alimentación aislada utilizando dos condensadores, pero no estoy seguro de si eso es exactamente un doble, o si hay un equivalente para ajustar la relación de vueltas:

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¿O quizás algo relacionado con esto?

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Por ejemplo, existen divisores de tensión capacitivos, pero éstos sólo reducen la tensión, no pueden aumentarla como un autotransformador. Hay bombas de carga, pero éstas requieren elementos activos como interruptores o diodos, que no están presentes en un transformador.

Más brevemente: ¿Existe una forma de transformar la potencia (1 V, 5 A en el primario a 5 V, 1 A en el secundario) utilizando campos eléctricos en lugar de campos magnéticos, y sólo componentes pasivos? Si no, ¿por qué no? (¿Proyección del campo eléctrico?)

Answer 1

Un transformador es eléctrico y magnético. No es estrictamente magnético, por lo que no tiene sentido preguntar por un doble eléctrico. Podemos preguntar, en cambio, qué es un dispositivo similar a un transformador en el que el magnetismo y la electricidad cambian de lugar. Yo te doy:

Un campo magnético cambiante que entra por el núcleo primario induce el flujo de corriente en la bobina, que induce un campo magnético cambiante en el núcleo secundario.

Ahora hay otra dualidad, la que existe entre la corriente y la tensión. El transformador no tiene ninguna dualidad en ese sentido porque en realidad cambia la impedancia. Podríamos preguntarnos qué es un dispositivo que trata la admitancia como la impedancia (siendo esos dos duales). Pero eso es en realidad el propio transformador, sólo que con una relación de devanados invertida. Es decir, un dispositivo que aumenta la impedancia en dos y un dispositivo que aumenta la admitancia en dos son el mismo transformador, sólo que utilizado en la dirección opuesta.

Answer 2

Sí, lo hay. Se trata de la "guía de ondas acoplada a la ranura". Aunque no es tan puro como sólo 2 condensadores acoplados, pero es casi 100% basado en la capacitancia, e implica inductancia inherente y núcleo de aire magnético y más conductores.

Answer 3

¿Responde William Beaty a su pregunta en "CIRCUITO DE ÁNGULO RECTO - o - Electrónica de CA para mentes extraterrestres" ?

Un transformador se suele dibujar como una bobina de alambre de cobre a la izquierda, una bobina de alambre de cobre a la derecha y un anillo de ferrita en el medio que pasa por el centro de cada uno.

Ese artículo sugiere la posibilidad de una "bobina" de ferrita a la izquierda, una "bobina" de ferrita a la derecha, y un anillo de cobre en el medio pasando por el centro de cada una.

Answer 4

El principal problema es que los inductores implican " espacio de conexión múltiple ." Con los campos e puramente electrostáticos, si una carga se mueve del punto A al punto B, siempre atraviesa la misma caída de potencial, independientemente del loco camino que pueda tomar. Pero con campos b cambiantes añadidos a la mezcla, si una carga que viaja de A a B debe hacer uno, dos, tres círculos que encierran un flujo magnético cambiante, entonces la carga atraviesa 1x o 2x o 3x caída de potencial. Cuando no pasa por el "espacio simplemente conectado", el camino que recorre puede afectar al potencial acumulado. Así que, desde el punto de vista del voltaje, si se da una vuelta en círculo, nunca se vuelve al punto de partida, y si se da una vuelta y otra repetidamente, se acaba alejando cada vez más del lugar de partida. (Y por lo tanto, si pasas la mano por una bobina con una corriente que aumenta rápidamente, ¡una mano FUNDAMENTALMENTE DIFERENTE sale por el otro lado!)

Si tuviéramos conductores de "magneticidad" llenos de monopolos magnéticos móviles, entonces una bobina enrollada a partir de un conductor de este tipo sería un Dual mucho mejor de una bobina convencional.

Aquí hay un dual no dual. Haz un condensador con un dieléctrico muy largo, como una varilla de PZT que conecte las dos placas. Ahora dobla la varilla y hazla girar para formar una bobina. (O tal vez fundirla y luego hornearla para que se endurezca.) Aplica CA a las placas del condensador que has unido a los extremos de la varilla dieléctrica. Ratas, sólo genera un campo magnético, igual que cualquier bobina, aunque la "bobina" sea un aislante. Hmm. Aunque no es totalmente inútil. Probablemente podríamos conectar varillas cerámicas similares a un transformador de letreros de neón, y luego hacer saltar un arco entre sus extremos. Puede que no funcione bien a 60Hz, así que hay que usar uno de esos drivers de neón de estado sólido de 30KHz.

Answer 5

Un condensador configurado como filtro de paso alto, es transferir información (y energía) a través de la brecha utilizando el campo eléctrico.

Cabe señalar en este contexto que el "condensador" habitual que se pone en una placa tiene dos polos, pero esta disposición no es necesaria. Un conductor suelto colgado en el espacio tiene una capacitancia (¡pequeña!) y es un condensador.