שאלת תם ...

עדיין לא הבנת, מה?

צורת המימוש היא בדיוק הדבר בו אנו מתעניינים. אם יש אינספור צורות מימוש - הבא אחת (רצוי את הנכונה). אני חושב גם שהכוונה לא היתה לצורת המימוש ביוניט אלקטרוני. ברור שעם אלקטרוניקה אפשר לממש כל פונקציה רצויה (ו-TheNightDevil™ כבר התייחס לכך קודם). השאלה היא לגבי המבנה של יוניט תרמי קלסי במעגל החשמלי של הנורות (ללא אלקטרוניקה נלווית). זה נקרא מעמיק?
 
חדש פה, אבל...

טוב, אז כמה הסברים בסיסיים בחשמל: ישנם הבדלים בין מעגל טורי ( שבו כל הצרכנים מחוברים בטור)למעגל מקבילי (שבו כל הצרכנים מחוברים במקביל אחד לשני) : במעגל טורי הזרם ישאר קבוע ומפל המתח על כל צרכן ישתנה, במעגל מקבילי המתח יישאר קבוע והזרם דרך כל צרכן ישתנה, במעגל טורי סך כל ההתנגדות החשמלית של הצרכנים תהיה סכום ההתנגדויות, במעגל מקבילי- ההתנגדות השקולה תרד ככל שנחבר יותר צרכנים. במעגל נורות האיתות – שהוא מקבילי – אם תישרף נורה- ההתנגדות השקולה של המעגל החשמלי תעלה (מפני שיש פחות צרכנים) והזרם יקטן (חוק אוהם). עכשיו לB מטאל... בהנחה שיעבור דרכו זרם חלש יותר כעת משנשרפה נורה – הוא יתחמם פחות (לא כ"כ כמו אם היה עובר דרכו זרם חזק יותר), יתקרר יותר מהר ויחבר שוב את המעגל- וחוזר חלילה...מה שייצור הבהוב עצבני יותר. (וזאת היתה התיאוריה של השעה 6 בערב...). אגב, קורא "סמוי" של הפורום כבר שנה פלוס וחוגג עשרים שנה על אופנועים... (כרגע ללא- זה בכרטיס שופץ על ידי ונמכר לפני כשבועיים)
 

adamrubi

New member
קודם כל ברוך הבא../images/Emo24.gif

שנית, צריך להסתכל על זמן מחזור ולא רק על זמן ON או זמן OFF. אמנם זה נכון שהבי-מטאל יתחמם פחות ולכן יתקרר מהר יותר, אבל על מנת להתחמם מעל לסף הנתק ייקח לו יותר זמן כי הזרם קטן יותר. לכן שוב, אני חושב שהתשובה טמונה במימוש המשוב וסוגו.
 
תודה, תודה...

יש לי מה להגיד בנדון אבל לפני שהשרשור הופך לקיצור תולדות חיי האוטומט וינקר האלקטרו מכני...אני פורש.
 
למה שה-B מטאל יתחמם פחות?

ה-B מטאל מחליף מצב בטמפרטורה מסויימת. הוא חייב להגיע לטמפרטורה הזאת בשביל להחליף מצב. זה רק יקח לו יותר זמן להגיע לטמפרטורה הזו אם הספק החימום נמוך יותר. אבל מרגע שהוא הגיע לטמפ' הזו והחליף מצב, יקח לו אותו זמן להתקרר.
 

Wile Coyote

New member
נו, גם אני אנסה (מצורף שרטוט)

בהנחה שהממסר מחובר במקביל לעומס זה מסתדר, ככל שהעומס (נורות) גדל, גדל גם העומס על הממסר (יותר התנגדות, יותר מפל מתח) אני מניח שזה משהו בסגנון
 
שתי שאלות:

1) לפי ההסבר הזה, אם ישרפו שתי נורות, הקצב צריך להיות עוד יותר מהיר. האם זה כך באמת? 2) מה יגרום לבי-מטל להתקרר יותר מהר?
 

Wile Coyote

New member
תשובות (לאחר מחשבה לא כל כך מעמיקה)

1. לא יודע 2. כלום - כנראה שזה לא הפתרון, הפתרון היחיד שיתן "חושך" מהיר הוא BMetal אחר, שמתקרר מהר יותר, שנכנס איכשהו לפעולה כשההתנגדות משתנה. כי לא משנה איך חיממנו אותו, קצב הקרור הוא תוצאה של סוג החומר והמבנה (וטמפ' סביבה ועד כמה דברים לא רלוונטים)
 

adamrubi

New member
לגבי השאלה הראשונה...

כן, אתה צודק, והקצב יהיה עוד יותר מהיר. שנית, לגבי צורת המימוש, אז Wilee כבר הביא דוגמא שנראית לי מאוד נכונה (או בכל אופן, מתאימה לתופעות שאנו רואים). שלישית, קשה לקבוע את מידת ההשפעה של גודל נפילת המתח ולבין מהירות האיתות שכן התפשטות טרמית אינה לינארית כתלות בטמפרטורה (אלא אקספוננציאלית), ולכן ההבדל בין מתח של 10V ל-5V אינו בהכרח פי שניים.
 
ועוד בעיה.

ה-Load Resistor חייב להיות קטן מאד בהשוואה לשאר ההתנגדויות, אחרת הוא יעמעם את הנורות. אסור שהוא יפיל, בוא נגיד, יותר מוולט אחד. כך שכל ההפרש במתח על גוף החימום יתבטא באחוזים בודדים, והפרש כזה לא סביר שיביא לשינוי קצב משמעותי כמו שאנו רואים בפועל. אבל כל הכבוד על ההשקעה.
 

Wile Coyote

New member
בקשר לנגד העומס לא קריטי

מספיק נגד קטן כדי לגרום למפל מתח כלשהו עליו (למעשה אפילו הפיוז יכול להספיק) מפל המתח על הממסר הוא הקריטי. אבל העניין של הקירור של ה-Bmetal בעייתי - אני מתחיל לחשוד שיש שם שניים כתלות בהתנגדו, אבל נראה לי מתוחכם מדי (ויקר מדי)
 
כן אבל אם נגד העומס זניח, אזי המתח

על הממסר אינו תלוי בזרם, ולכן אינו תלוי במספר הנורות הדולקות/השרופות (הרי הנורות מחוברות במקביל לממסר. אז הן לא יכולות להשפיע על המתח עליו). האלמנט היחיד בסכמה שלך שיכול לשנות את המתח על הממסר הוא נגד העומס, שמפל המתח עליו מושפע מהזרם דרך הנורות. אבל אם מפלל המתח הזה זניח ... וגו'.
 

adamrubi

New member
הפעם זה סופי ../images/Emo13.gif

אז אני חוזר שוב, לאחר המשך הבדיקה. דיברתי עם מישהו שהוא מהנדס אלקטרוניקה עם ותק של 35 וגם פשוט פתח את הרכיב כדי לראות איך זה עובד כי פשוט עניין אותו (למען גילוי נאות אציין כי מדובר באבא שלי
). הסיבה לפעולה יותר מהירה של הB-מטאל כשהזרם קטן יותר היא, כפי שצויין כבר בשרשור, שיש למתכת המכופפת (להלן גוף החימום) איזה שהוא קיבול חום. מסיבה זו, כאשר הזרם חזק יותר, גם כאשר יש נתק, המתכת לא מפסיקה מיידית להתכופף כי יש לה "תנופה" מקיבול החום ולכן המגעים ממשיכים להתרחק. לעומת זאת, כאשר הזרם קטן יותר, כך גם ה"תנופה" ולכן המתכת תחזור למגע מהר יותר. שיקול חשוב, שלא חשבתי עליו והפנו את תשומת ליבי אליו, הוא שחלק כזה אשר מותקן בכל פחית\אופנוע צריך להיות זול מאוד ואמין מאוד (כל שינוי של דולר במחיר, ישפיע על היצרנים בסכומים גדולים, ומאידך יש דרישה לאמינות על מנת לא לגרום לצרכנים להגיע למוסכים עקב חלק כל כך שולי), ולכן הפשטות כאן היא שם המשחק. בהזדמנות זו, אבקש את סליחת "הבנת הנקרא" על ההשתלחות שלי שהייתה צריכה להיעשות ביתר נימוס. כל יום לומדים עוד משהו, מאוד נהניתי מהשרשור.
 

Wile Coyote

New member
../images/Emo45.gif אז פתרת לי את הבעיה של הקרור

ידעתי שחסר לי משהו להרכיב את הפאזל (הקרור של ה בי-מטאל) מה לעשות והידע שלי בתרמודינמיקה עלוב להפליא...
 

menimm

New member
../images/Emo41.gif תודה לכולם ...

לא תיארתי לעצמי שיתפתח שירשור מהנה כל כך מהשאלה שלי. תודה על התשובות והדיון, היה ממצה ומענג !.
 

dlx1100F

New member
מה תודה? נראה לך שככה זה יעבור? ../images/Emo13.gif

גם אני שאלתי את השאלה הזו את עצמי בכמה הזדמנוייות בעבר, ולא מצאתי לה תשובה ברורה. אקדים ואומר, כי עם הזמן התגבשה אצלי ההשערה כי אי-אפשר לממש את התכונה הזו עם מאותת תרמי (או לפחות לא באופן פשוט, שיהיה מוצדק כלכלית). ותיכף אסביר למה. בגדול אפשר לחלק את מנגנוני האיתות לשלושה סוגים: 1. תרמי – שמבוסס או על אלמנט בי-מטלי, או, מה שיותר נפוץ, על התפשטות והתכווצות תרמית של פס או חוט מתכתי (בואו נקרא לו אלמנט אוני-מטלי) המחובר לקפיץ (הממומש כפחית קפיצית מכופפת בעלת שני מצבים). כשהאלמנט התרמי מתחמם או מתקרר אורכו משתנה והוא גורם לפחית להחליף מצב, וכשהיא מחליפה מצב היא משמיעה את הקליק. 2. אלקטרו-מכני – מבוסס על מעגל RC או RLC. מעגל RC הוא מעגל המבוסס על נגד וקבל. טעינת ופריקת הקבל דרך הנגד אורכת זמן התלוי במתח, בהתנגדות הנגד ובקיבול הקבל, כך שבאמצעות גודל הנגד והקבל קובעים את זמן המחזור וה-duty cycle. מעגל RLC מבוסס על נגד, קבל וסליל. מעגל כזה הוא למעשה מתנד, וזמן המחזור של המתנד נקבע ע"י גודל ההתנגדות, הקיבול וההשראות של שלושת המרכיבים. 3. אלקטרוני – יכול להיות ממומש באופן אנאלוגי (עם טרנזיסטורים, נגדים וקבלים), או דיגיטלי (שהשדון הזכיר). בשני הסוגים האחרונים משתמשים במעגל החשמלי או האלקטרוני בשביל למתג ממסר אלקטרומגנטי, שהוא זה שממתג את הנורות, אף שזה לא הכרחי. אפשר היה לעשות גם את מיתוג הנורות באמצעות טרנזיסטורים או התקנים אלקטרוניים אחרים, אך זה היה יקר יותר (בשל ההספק הגבוה – מדובר בקרוב ל-W50), על הטרנזיסטורים נופל מתח גבוה יותר מאשר על מגעי האלקטרומגנט (והמתח הזה מקטין את המתח שמגיע לנורות, ולכן מעמעם את אורן), והאלקטרומגנט אינו מושפע מספייקים שמתלווים לסגירת ופתיחת המעגל, שטרנזיסטורים יותר רגישים אליהם. בנוסף הוא גם משמיע לנו את התיקתוקים, שטרנזיסטור אינו משמיע. עד כה, בחיפושיי ברשת ובספרים שונים העוסקים במערכות חשמל ואלקטרוניקה של כלי רכב, לא מצאתי הסבר שמתייחס לתכונה הזו של התראה על נורה שרופה באמצעות הגברת קצב האיתות (להלן תכונת ההתראה) במאותתים מהסוג הראשון (תרמיים). הסברים, אם היו, התייחסו לשני הסוגים האחרונים. מאידך, באף מקום גם לא היה כתוב במפורש שתכונת ההתראה איננה ניתנת למימוש באמצעות מאותת תרמי, או שלא נהוג לממש אותה במאותת כזה. מה שכן, מצאתי התבטאויות כמו שאם קצב האיתות משתנה כתוצאה משריפת נורה, אם הקצב יגדל או יקטן זה תלוי באופן המימוש של מנגנון האיתות (כי יש גם מנגנונים בהם הקצב קטן כשנשרפת נורה, או שהנורה הנותרת דולקת קבוע במקום לאותת. יתכן שאלה המנגנונים התרמיים). ולכן התגבשה אצלי ההשערה שציינתי בפתח דברי. לגבי התופעות שרואים כשנשרפת נורה – אצלי באופנוע כאשר נורה אחת חסרה, הנורה הנותרת דולקת קבוע (ללא איתות). כנראה מנגנון תרמי. בדקתי גם בכמה מכוניות (מתוצרים שונים, משנות ייצור שונות, מ-87' ועד 99'), ובכולן, אם נורה אחת שרופה או כל הנורות שרופות, קצב האיתות זהה (מדוד). אם אתם רוצים קצת מספרים, אז כשהכל תקין הקצב היה כ-90 מחזורים לדקה, ואם נורה אחת או יותר שרופה/ות הקצב עלה לכ-200-210 לדקה. מכיוון שבכל המכוניות הקצבים היו קרובים מאד, אני מניח שזה איזשהו תקן (לגבי הקצב במצב תקין, אני יודע שהתקן קובע 60-120 מחזורים לדקה, כך שה-90 שמדדתי זה בדיוק באמצע). כמו-כן ניכר בעליל ששני חלקי המחזור מתקצרים באופן משמעותי, באותה מידה בקירוב, אך את זה לא יכולתי למדוד באופן אובייקטיבי מדוייק. לכן, ההצעה של Wile Coyote כנראה לא מתאימה, אם כי העובדה שהמאותת ממשיך לעבוד גם כאשר כל הנורות שרופות, מעידה בהכרח שיש גם איזשהו חיבור מקבילי. גם אני חשבתי בעבר על משהו דומה לזה שהציע Wile Coyote, אך ראיתי שזה לא מתיישב עם כל התופעות. לגבי השאלה כיצד זמן הצינון מתקצר, גם אני חשבתי בעבר על זוג אלמנטים תרמיים, אחד לפתיחה ואחד לסגירה, אבל כאמור לא מצאתי אישור למחשבה זו. (מסתבר שההודעה ארוכה מדי בשביל השרת של תפוז, אז תיכף יגיע ההמשך)
 

dlx1100F

New member
המשך ...

(ובסוף גם ההודעה כבר לא קופצת. מה, סתם כתבתי את כל זה? מנהלים, תעשו משהו) לגבי ההערה של adamrubi על כי "קשה לקבוע את מידת ההשפעה של גודל נפילת המתח לבין מהירות האיתות" – ובכן, לא קשה להעריך את זה. נתייחס לפזה של החימום. מה שמעניין אותנו זה כמה זמן יקח לאלמנט החימום להביא את הבי-מטל או האוני-מטל לטמפרטורה בה הוא יחליף את מצבו (אותה טמפרטורה בכל מקרה, כי אנחנו לא משנים כלום במנגנון התרמי) – או במילים אחרות קצב החימום. לפי המדידות שערכתי, קצב האיתות גדל פי 2.25 בערך. זאת אומרת שקצב החימום של הבי-מטל או האוני-מטל צריך לגדול באותו יחס, ומכאן שגם הספק החימום צריך לגדול באותו יחס (כי קיבול החום לא השתנה). ידוע שההספק המתפזר מנגד בצורת חום שווה ל-I^2*R או V^2/R, כאשר I זה הזרם הזורם בנגד, V הוא המתח הנופל על הנגד, ו-R היא התנגדות הנגד. ואלמנט החימום הוא נגד (או מכל מקום אנחנו משתמשים בתכונת ההתנגדות שלו כדי לחמם). בהנחה שבסופו של דבר, בשני המצבים (נורות תקינות ונורה שרופה) אותו חלק של החום המתפזר מאלמנט החימום מחמם את הבי-מטל או האוני-מטל, הרי שגם ההספק המושקע באלמנט החימום צריך לגדול באותו יחס (זה גם לא לגמרי מדוייק, משום שההתנגדות תלויה גם בטמפרטורה של הנגד - וזו תשתנה עם שינוי ההספק - אבל בתחום הטמפרטורות עליו אנו מדברים זה לא משמעותי). לפיכך, כדי להגדיל את קצב החימום פי 2.25, נדרשת הגדלת המתח ב-50% בקירוב (שורש של 2.25). זה לא שינוי שהמעגל של Wile Coyote יכול לספק, כי אז גם המתח על הנורות ישתנה ב-50%. וכמובן שעדיין נותרה בעיית הצינון – מה גורם לצינון מהיר פי 2.25? ואגב, adamrubi, התפשטות תרמית כן תלויה לינארית בטמפרטורה. מכפילים את שינוי הטמפרטורה במקדם ההתפשטות התרמי של החומר, ומקבלים את ההתפשטות בכל אחד מהמימדים. אבל זה לא קשור לנושא הנדון, כי התלות הזו אינה משתנה כשנורה נשרפת (כל הפרמטרים של המערכת התרמית נשארים קבועים, רק קצב החימום משתנה). גם עם ההסבר האחרון של adamrubi אני לא לגמרי משלים. ראשית, קיבול חום אומר כמה אנרגיה תצטרך להשקיע כדי להעלות את הטמפרטורה במידה נתונה (למשל במעלה אחת). ככל שקיבול החום גדול יותר, החומר יתחמם לאט יותר (בהספק חימום נתון) ויתקרר לאט יותר (בטמפרטורת ותווך סביבה זהים). אבל ברגע שהפסקת להשקיע אנרגיה, הטמפרטורה תפסיק לעלות, לא משנה מהו קיבול החום, כי אין יותר אנרגיה שנכנסת לחומר. ה"תנופה" כאן מתבטאת בכך שככל שקיבול החום גדול יותר הגוף מתנגד יותר לשינויים בטמפרטורה שלו ושואף לשמור על הטמפרטורה שלו (מעין תכונת "התמד" של הטמפרטורה), אבל זה לא שמהתנופה הטמפרטורה ממשיכה לעלות. כמו שכשאתה מאיץ מסה והיא צוברת "תנופה" (אני משער שמכאן האנאלוגיה), ברגע שתפסיק להפעיל עליה את הכח המאיץ היא תרצה לשמור על מהירותה והתנע שלה, אבל היא לא תמשיך להאיץ מה"תנופה". יתכן שבגלל פילוג הטמפרטורה הפנימי בתוך החומר, (בחוץ חם יותר משום שמשם נכנסת האנרגיה) שממשיך להשתנות גם לאחר ניתוק מקור החום, הבי-מטל ימשיך בתנועתו. שנית, גם אם יש כאן עניין כזה של "תנופה", אז אולי הוא מסביר את קיצור שלב הקירור, אבל לא את קיצור שלב החימום, כי אל תשכח שכשנשרפת נורה הזרם דרך אלמנט החימום קטן, והספק החימום קטן לפי ריבוע הזרם, ולכן זמן החימום בשביל להביא את הבי-מטל להחלפת מצב צריך לגדול. שלישית, זה לא מסתדר עם התצפיות שלי שהקצב זהה עם נורה אחת תקינה או אפס נורות תקינות. כי אם זה כמו שאתה אומר, אז ככל שיש יותר נורות שרופות הקצב צריך להמשיך ולגדול. ובכלל, הרי באיזשהו שלב הזרם כבר לא יספיק לחמם את הבי-מטל מספיק והמאותת יפסיק לפעול. אז עד מתי הקצב יגדל? ורביעית, יש מנגנוני איתות שבהם שריפת נורה גורמת להאטת הקצב (כפי שתואר למשל בדף ש-rad הביא). אז איך זה עובד שם? ועוד שאלה ל-adamrubi – אני מבין שבהסברך האחרון אתה מניח שהבי-מטל מחובר בטור לנורות, כי אתה מתייחס למצב בו הזרם קטן כשנורה נשרפת. אבל בתגובה מוקדמת יותר קבעת שהבי-מטל מצוי במקביל למנורות, כמו בהצעה של Wile. אז מה בסוף?
 

adamrubi

New member
אז בקשר למצרים ../images/Emo13.gif

שלום ל-dlx110F, מספר התייחסויות להודעה שלך: ראשית, לגבי האנאלוגיה המכנית ל"תנופה" - אתה צודק שהאנאלוגיה שעשיתי מתייחסת למכניקה. אם זאת, חשוב לזכור שכאשר גוף מפסיק להאיץ הוא אינו מפסיק לנוע לאותו כיוון אלא מתחיל להאיט (כמו בתנועה הרמונית - החל מרגע שעוברים את נק' שיווי המשקל מתחילה תאוטה אך יש עוד רבע מחזור עד להיפוך כיוון התנועה), ולהמחשה של מה שהתכוונתי יש לחשוב על התמסרות של שני אנשים עם עגלת סופר מרקט - פעם אחת כשהיא מלאה ופעם שנייה כשהיא ריקה. שנית, לפי מה שאני יודע, התפשטות תרמית הינה בעלת תלות אקספוננציאלית בטמפרטורה. כמו כל תלות כזאת, כאשר מדובר על תחום טמפ' מוגבל וקטן ביחס למקדם ההתפשטות, ניתן לקרב תלות זו לתלות לינארית (קירוב מסדר ראשון). מכיוון שהדיון שלנו לא עוסק בשינויי טמפ' גדולים אזי התלות היא אכן לינארית בתחום מוגבל זה ולכן אתה צודק. שלישית, לגבי השאלה האחרונה שלך אליי, אכן בתגובתי למימוש שהציע Wile, הנחתי חיבור מקבילי (לאחר מחשבה חוזרת אני לא משוכנע שמימוש זה יפעל כי גם בזמן הולכה, התנגדות הבי-מטאל היא כ-43 אוהם ועדיין גדולה מזו של הנורות ולכן הוא לא יקצר את המעגל), לעומת זאת, בתשובתי האחרונה באמת הנחתי חיבור טורי. כעת עוד שתי נקודות: מאוד נהניתי מההודעה שלך, והתצפיות שלך אכן מוסיפות מידע שלא היה לנו קודם - כל הכבוד
בנוסף, אני אפנה שוב לאינטרנט וננסה למצוא את הפתרון, אם לא אצליח, יכול להיות שפשוט נקנה את הרכיב (כאמור, צריך להיות זול) ונבצע לו נתיחה
 
למעלה