কোনও চার্জ-পাম্প 100% দক্ষ, আদর্শ উপাদানগুলি দেওয়া যেতে পারে?


10

একটি ক্যাপাসিটারকে চক্রাকারে চার্জ করা সম্পর্কে সাম্প্রতিক একটি প্রশ্ন আমাকে একবার পড়ার কিছু মনে করিয়ে দিয়েছে। যেমনটি আমার মনে আছে, এটি প্রমাণ করেছে যে চার্জ পাম্প নির্মাণ করা অসম্ভব যে আদর্শ উপাদানগুলির সাথে 100% দক্ষ, তবে উপাদানগুলি আদর্শ হলে ইন্ডাক্টরের সাথে 100% দক্ষ বুস্ট কনভার্টার তৈরি করা সম্ভব।

এটি কি অন্য কারও সাথে অনুরণিত হয় (কোনও পাং উদ্দেশ্য নয়)? এর সত্যকে প্রদর্শন বা খণ্ডন করার কোনও উপায়?

পরিষ্কার হওয়ার জন্য: আমরা ধরে নিচ্ছি যে আমাদের কাছে আদর্শ উপাদান রয়েছে । আমি বুঝতে পারি যে কোনও বাস্তব সার্কিট বাস্তব উপাদানগুলির সাথে 100% দক্ষ হবে না। ডায়োডের শূন্য ভোল্টেজ ড্রপ থাকতে পারে। ট্রানজিস্টরগুলি আদর্শ স্যুইচ হতে পারে যা রাষ্ট্র পরিবর্তন করতে কোনও শক্তি নেয় না। তারের শূন্য প্রতিরোধের থাকতে পারে।

উত্তর:


13

এটি দ্বৈতবাদ সম্পর্কে সমস্ত। আদর্শ উপাদানগুলির সাহায্যে আপনি একটি আদর্শ এসএমপিএস টাইপ ভোল্টেজ রূপান্তরকারী তৈরি করতে পারেন (= কাজটি করার জন্য একজন সূচক ব্যবহার করে)। আপনি সুইচড (ফ্লাইং) ক্যাপাসিটারগুলি ব্যবহার করে একটি আদর্শ ভোল্টেজ রূপান্তরকারী তৈরি করতে পারবেন না। এটি মহাবিশ্ব ক্যাপাসিটরের পক্ষে অন্যায্য নয়: আপনি স্যুইচড ক্যাপাসিটারগুলি ব্যবহার করে একটি আদর্শ বর্তমান রূপান্তরকারী তৈরি করতে পারেন , যা সূচকগুলি ব্যবহার করে সম্ভব নয়।

আমি মাথা থেকে গণিতটি করতে পারি না, তবে ক্যাপাসিটার এবং ভোল্টেজ উত্সের সমস্যাটি এরকম: নির্দিষ্ট উত্স প্রতিবন্ধকতা (= সিরিজ প্রতিরোধক) সহ একটি ভোল্টেজ উত্স নিন। এটির সাথে ক্যাপাসিটারটি সংযুক্ত করুন এবং এটি অসীম সময়ের জন্য লোড করুন (কোনও সীমাবদ্ধ সময়ও এটি করবে)। সিরিজ রেজিস্টারে তার প্রতিরোধের একটি ক্রিয়াকলাপ হিসাবে কত পরিমাণ শক্তি হারিয়েছে তা গণনা করুন। এখন গাণিতিকভাবে সেই সূত্রের দ্বিগুণ শূন্য প্রতিরোধের সীমাটি নিন। আপনি দেখতে পাবেন যে শক্তি হ্রাস একই থাকবে। স্বতঃস্ফূর্তভাবে এটি কারণ ছোট প্রতিরোধকের ফলে উচ্চতর প্রাথমিক লোডিং কারেন্ট হয় এবং তাই আরআই 2 এর উচ্চতর ক্ষতি হয়।

পরিচালনার সংক্ষিপ্তসার: আপনি একটি ক্যাপাসিটরের সাথে একটি আদর্শ ভোল্টেজ উত্সকে সংযুক্ত করতে পারবেন না, কারণ এটি একটি অসীম স্রোতের ফলস্বরূপ যা নিজেই অসম্ভব এবং এটি একটি অসীম চৌম্বকীয় ক্ষেত্র সৃষ্টি করে যা মহাবিশ্বকে ধ্বংস করে দেবে (কেবল মজা করছে, মনে রাখবেন এটিই পরিচালনা সারসংক্ষেপ). তবে আপনি নিজের মতো করে এই আদর্শের কাছে যেতে পারেন এবং ফলাফলটি এখনও একই রকম হবে: ক্যাপাসিটর চার্জ করার সময় একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি নষ্ট হয়। অতএব: দুঃখিত বস, কোনও আদর্শ উড়ন্ত ক্যাপাসিটার ভোল্টেজ রূপান্তরকারী নয়।


3
আসলে, আপনি অসীম স্রোত পেতে পারেন না। নানজারো অঞ্চলের যে কোনও সার্কিটের ননজারো আনয়ন রয়েছে এবং এটি কোনও প্রতিরোধ না থাকলেও বর্তমানটিকে সীমাবদ্ধ করবে। তবে তড়িৎ চৌম্বকীয় শক্তি সার্কিট থেকে দূরে সরে যাবে, সুতরাং আপনি এখনও 100% দক্ষতা পেতে পারবেন না (তবে এটি সূচক ভিত্তিক সুইচিং রূপান্তরকারীদের ক্ষেত্রেও প্রযোজ্য)।
ডেভ টুইট করেছেন

2
আমার ধারণা ফিল শূন্য আকারের উপাদান এবং কন্ডাক্টর প্রয়োজনের মাধ্যমে সমস্যাটি থেকে প্রতারণা করবে :)
ওয়েটার ভ্যান ওইজেন

3
সংযোগের পূর্বে এবং সমমানের সময়ের পরে মোট সঞ্চিত শক্তির তুলনা করে, স্রাবযুক্ত ক্যাপাসিটরটিকে একটি সমান মূল্যের সাথে চার্জের সাথে সংযুক্ত করার সাধারণ পরীক্ষার প্রশ্নটি বিবেচনা করুন।
ক্রিস স্ট্রাটন

2
@ ডেভিডওয়েড, না, তারা অনুপ্রবেশ ছাড়া দোলাবে না, অন্যথায় ভোল্টেজের ডিফারেনশিয়ালটি প্রথম শূন্যে পৌঁছেছে এমন বিন্দু ছাড়িয়ে কারেন্ট চালিয়ে যাওয়ার জন্য কোনও "জড়তা" নেই।
ক্রিস স্ট্রাটন

5
@ ডেভটুইড - একটি আদর্শ ক্যাপাসিটার অ-প্ররোচিত। আপনি আদর্শ ক্যাপাসিটার তৈরি করতে পারবেন না এটি সম্পূর্ণ ভিন্ন বিষয়, আদর্শ ক্যাপাসিটার তাত্ত্বিকভাবে কোনও সার্কিটে আচরণ করবে কিনা তা থেকে অপ্রাসঙ্গিক। দুটি সংযুক্ত আদর্শ ক্যাপাসিটার সমান হবে - তাদের আদর্শ আচরণ পরিচালিত সমীকরণগুলির জন্য এটির প্রয়োজন।
ক্রিস স্ট্রাটন

2

ধ্রুবক ভোল্টেজ উত্স থেকে ধ্রুবক-ভোল্টেজ লোডকে শক্তি সরবরাহ করার সময় একজন সূচক-কম চার্জ পাম্প 100% দক্ষ হতে পারে না। উত্স কারেন্ট এবং ভোল্টেজ ওয়েভফর্মগুলি লোড বর্তমান এবং ভোল্টেজ তরঙ্গরূপগুলির সাথে যথাযথ সম্পর্ক রাখলে আদর্শ উপাদানগুলির সাথে তৈরি একটি সূচক-কম চার্জ পাম্প 100% দক্ষ হতে পারে। উত্স বা লোড ভোল্টেজ উভয়ের পক্ষে স্থির ডিসি হওয়া সম্ভব, তবে উভয়ই নয় (তুচ্ছ ঘটনা বাদে যেখানে উভয় ভোল্টেজ একই এবং চার্জ পাম্পকে কিছু করতে হবে না)।

দ্রষ্টব্য: একটি চার্জ-পাম্প যা একটি অভ্যন্তরীণ বর্তমান উত্স ধারণ করে ইনপুট পাওয়ারকে ধ্রুবক-ভোল্টেজ উত্স থেকে বাহ্যিক ধ্রুবক-ভোল্টেজ লোডে রূপান্তর করতে 100% দক্ষ হতে পারে, কোনও শক্তি যা একটি চক্রের অভ্যন্তরীণ বর্তমান উত্স থেকে আঁকা ছিল পরবর্তী প্রতিস্থাপন। অন্যদিকে, এই জাতীয় বর্তমান উত্সটি কেবল একটি সূচকের স্থান গ্রহণ করবে।


1
"যথাযথ সম্পর্ক" কী হবে তা আপনি ব্যাখ্যা করতে পারেন?
ফিল ফ্রস্ট

1
সম্ভাব্য সম্পর্কের অসীম সংখ্যা রয়েছে এবং আমি নিশ্চিত নই যে তাদের বৈশিষ্ট্যযুক্ত করার কোনও বিশেষ উপায় আছে। অন্যদিকে, যদিও আমি উদাহরণটি উপস্থাপন করতে পারি: মনে করুন সিরিজের দুটি ক্যাপাসিটার রয়েছে যার একটিতে পাঁচটি ভোল্ট চার্জ করা হয় এবং অপরটি ডিসচার্জ হয়। দুটি ক্যাপাসিটার জুড়ে 5K রোধকারী (যা 1 এমএ আঁকবে)। যদি কেউ 2 এমএ উত্সকে ক্যাপটি সংযুক্ত করে যা ক্যাপ থেকে সংযুক্ত করে, তবে এটি অন্য ক্যাপটি স্রাবের মতো একই হারে 0 থেকে 5 ভোল্ট পর্যন্ত চার্জ করবে। এরপরে যদি কোনও 2mA উত্সটি অন্য ক্যাপটিতে স্যুইচ করে তবে একজন কার্যকরভাবে প্রক্রিয়াটি পুনরাবৃত্তি করতে পারে।
সুপারক্যাট

1
2 এমএ উত্সটি দেখতে পাবে যে তার চারপাশে ভোল্টেজটি 0 ভোল্ট থেকে 5 ভোল্টে উঠবে, ততক্ষণে তাত্ক্ষণিকভাবে শূন্যে নেমে যাবে, তারপরে পাঁচটিতে উঠবে etc. উত্স থেকে বোঝা যাচ্ছে না; এই বিন্দুতে ইনপুট এবং আউটপুট শক্তির মধ্যে পার্থক্য দুটি ক্যাপের মোট শক্তির পরিবর্তনের সাথে মিলবে। ইনপুট ভোল্টেজ 2.5 ভোল্টের বেশি হয়ে গেলে, ইনপুট শক্তি আউটপুট শক্তিকে অতিক্রম করবে, ডিফারেন্সিয়াল এনার্জি ক্যাপগুলি আবার পূরণ করবে।
সুপারক্যাট

2
যার যা আছে তা যদি কোনও ধ্রুবক বর্তমান উত্স না হয় তবে কোনও এসি ভোল্টেজ উত্সে যার ভোল্টেজ তরঙ্গরূপটি তরঙ্গরূপের সাথে মেলে যা একটি ধ্রুবক বর্তমান উত্স দ্বারা উত্পাদিত হত, সার্কিটের আচরণটি যেমন ধ্রুবক হিসাবে ঘটেছিল তেমনই হবে- বর্তমান উৎস. দ্রষ্টব্য যে সরলতার জন্য উদাহরণটি যখন ভোল্টেজ 0 থেকে 5 ভোল্টে চলেছে, তখন এটি ভোল্টেজ ব্যবহার করতে পারে যা -5 থেকে +5 অবধি দুলছিল; যদি কেউ একটি মেরুত্বের স্যুইচ যুক্ত করে, তবে তার পরে একটি তৃতীয় তরঙ্গটি একটি করতল থেকে পরিবর্তিত করতে পারে।
সুপারক্যাট

1

বুস্ট কনভার্টারের জন্য আপনি আদর্শ উপাদানগুলির সাথে একটি ডিজাইন করতে পারেন এবং সমস্ত সমীকরণগুলি এখনও বুদ্ধিমান করে তোলে, ভোল্টেজ এবং স্রোত সীমাবদ্ধ থাকে। এই ভোল্টেজ এবং স্রোতগুলি থেকে আপনি 100% এর দক্ষতা পান।

শূন্য বিপথগামী প্রতিরোধের সহ একটি চার্জ পাম্পটিকে এভাবে বিশ্লেষণ করা যায় না এমন করার চেষ্টা করার ফলে অযৌক্তিক উত্তরের ফলাফল পাওয়া যায়। আপনি যখন একটি নিখুঁত ক্যাপাসিটারকে একটি নিখুঁত ভোল্টেজ উত্সের সাথে একটি নিখুঁত সুইচের মাধ্যমে সংযুক্ত করেন তখন কী ঘটে? শূন্য দ্বারা বিভাজনে বর্তমান ফলাফলগুলি গণনা করার চেষ্টা করা হচ্ছে। একই সমস্যা দুটি নিখুঁত ক্যাপাসিটার সংযোগ করার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।

আসুন আমাদের বলুন যে আমাদের একটি প্রদত্ত ভোল্টেজের সাথে ক্যাপাসিটার চার্জ করেছি এবং এটি একটি রেজিস্টারের মাধ্যমে একটি উচ্চ ভোল্টেজের ভোল্টেজ উত্সের সাথে সংযুক্ত করব। এখনই ধরে নেওয়া যাক যে আমরা এটিকে পুরোপুরি চার্জ করতে দিই (এক মুহুর্তের জন্য উপেক্ষা করে যে এটি করতে অসীম সময় লাগবে)। আমরা দেখতে পেলাম যে রেজিস্টারের মান পরিবর্তন করা দক্ষতার পরিবর্তন করে না, ভোল্টেজ উত্স থেকে প্রাপ্ত মোট শক্তি একই থাকে remains দক্ষতা তবে ক্যাপাসিটরের আরম্ভ ভোল্টেজ এবং ভোল্টেজ উত্সের ভোল্টেজের মধ্যে অনুপাতের উপর নির্ভর করে। ভোল্টেজের পার্থক্য শূন্যের দিকে ঝুঁকির সাথে একটি ছোট ভোল্টেজের পার্থক্য 100% এর দিকে ঝুঁকিতে উচ্চ দক্ষতার দিকে পরিচালিত করে।

আমাদের চার্জ পাম্পে অসীম চার্জিং / ডিসচার্জ করার সময় নেই তাই প্রতিরোধ ক্ষমতা কার্যকারিতা প্রভাবিত করে তবে প্রতিরোধের শূন্য দক্ষতার দিকে ঝুঁকির (সীমাবদ্ধ ভোল্টেজের পার্থক্যের জন্য) সীমাবদ্ধ সংখ্যার দিকে 100% এর চেয়ে কম ঝোঁক।

প্রতিটি স্যুইচিং চক্রের উপর স্থানান্তরিত চার্জ ক্যাপাসিট্যান্স দ্বারা ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত। লোডে সসীম গড়ের বর্তমান স্থানান্তর করতে আমাদের হয় চক্র প্রতি সসীম চার্জ স্থানান্তর করতে হবে বা আমাদের অসীম সংখ্যক চক্র থাকা দরকার।

সুতরাং আপনার 100% দক্ষ চার্জ পাম্প তৈরি করতে হয় অসীম বড় ক্যাপাসিটার বা একটি অসীম উচ্চ স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি প্রয়োজন।


0

আচ্ছা এটি "আদর্শ উপাদান" দিয়ে আমরা কতদূর যেতে পারি তার উপর নির্ভর করে। যদি ডায়োডগুলিতে 0 ভোল্টের একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ থাকে, বিজেটিগুলির 0 ভোল্টের বেইস থ্রোসোল্ড 0 ভোল্টের একটি স্যাচুরেশন এবং অসীম বর্তমান লাভ ছিল এবং এফইটিগুলির কাছে 0 ভোল্টের একটি গেট প্রান্তিক এবং 0 ওহমের একটি আরডিএস থাকে তবে এটি সম্ভবত খুব ভাল হতে পারে একটি 100% দক্ষ পরিবর্তন পাম্প উপলব্ধি করা সম্ভব।

এমনকি বুস্ট কনভার্টারের ক্ষেত্রে এটি 100% দক্ষ হবে না যতক্ষণ না আমি উপরে বর্ণিত অর্থে সুইচ এফইটি এবং ফ্লাইব্যাক ডায়োডটি আদর্শ না হয়। অনুরূপভাবে সূচকটির কাছে একটি ডিসি আর থাকতে হবে যা 0 এর সমান।


2
আমরা আদর্শ উপাদানগুলি নিয়ে সমস্ত পথে যাচ্ছি । FET গুলি যে আদর্শ স্যুইচ হয় এবং রাষ্ট্র পরিবর্তন করতে কোনও শক্তি নেয় না এবং ভোল্টেজ ড্রপ সহ ডায়োডগুলি উভয়ই ন্যায্য।
ফিল ফ্রস্ট

@ ফিলফ্রস্ট - ঠিক আছে তারপর। আমি কখনই চার্জ পাম্প 100% দক্ষ হতে পারি না তা ভাবতে পারি না ... যতক্ষণ না সমস্ত তারের শূন্য ওহম প্রতিরোধের হয়। :-)
মাইকেল কারাস

2
দুটি ক্যাপাসিটার বা সিরিজ-সংযুক্ত গ্রুপের ক্যাপাসিটারগুলির মধ্যে শক্তি স্থানান্তর করার একমাত্র উপায় হ'ল সেখানে যে বিন্দুগুলি সংযুক্ত রয়েছে তার মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য রয়েছে। এই জাতীয় কোনও দৃশ্য দুটি ভোল্টেজ ভি 1 এবং ভি 2 এর সাথে চার্জ করা দুটি ক্যাপাসিটার সি 1 এবং সি 2 সংযোগ হিসাবে মডেল করা যেতে পারে। সংযোগের আগে শক্তিটি হবে (C1 · V1 · V1 + C2 · V2 · V2) / 2। সংযোগের পরে ভোল্টেজ হবে (C1 · V1 + C2 · V2) / (C1 + C2), এবং এর পরের শক্তিটি হবে (C1 · V1 + C2 · V2) · (C1 · V1 + C2 · V2) / 2 (গ 1 + + C2 এ)। কেবলমাত্র দুটি শক্তি সমান হলে ভি 1 = ভি 2, অর্থাত্ কিছুই ঘটেনি।
সুপারক্যাট

ইন্ডাক্টরলেস চার্জ পাম্পের 100% দক্ষ হওয়ার জন্য একটি উপায় আছে তবে কেবলমাত্র যদি ইনপুট এবং ফলাফলগুলি সম্পর্কে অন্যান্য শর্ত পূরণ করা হয়।
সুপারক্যাট
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.