אהלן,

אני מנסה להבין איך פועל מעגל הJoule Thief, אך ניראה לי שחסר לי קצת ידע תיאורתי על סלילים\שנאים.

מה בעצם קורה כשהשדה המגנטי נכנס לרוויה ? איך בדיוק זה גורם להפסקת הזרם לבסיס ?

האם הרוויה מושפעת ממספר הליפופים או רק מסוג החומר של ליבת השנאי ?

כשאתה נותן מתח לסליל, הסליל יוצר שדה מגנטי שנטען בליבה המגנטית של הסליל. כלומר בסליל נאגרת כמות כלשהיא של אנרגיה שתלויה בזרם וב "קיבול המגנטי" של הליבה. ב DC התהליך הזה מהיר מאוד, כלומר אם אתה ממשיך לתת DC אחריי שהליבה כבר טעונה לסליל אין יותר לאיפה "להעלים" את האנרגיה, ואז הסליל מתנהג כמו סתם חוט (כיאלו שאין ליבה) ויש לך סתם קצר. המצב הזה של הליבה נקרא רוויה

הסליל עובד כמו אלקטרו מגנט במקרה הזה כלומר מקבל זרם ויוצר שדה מגנטי. אם אתה מנתק את הזרם, השדה המגנטי נעלם

עכשו הסליל גם מייצר זרם בתגובה לשינוי בשדה מגנטי, כמו שסליל מגיב למתיי שמוציאים או מכניסים אליו מגנט. הוא מגיב גם לשינוי בשדה המגנטי של עצמו : כשאתה מנתק את הזרם, השדה המגנטי של הסליל נעלם, זה אותו דבר כמו אם היה בו מגנט ואתה הוצאת אותו, ובכך נוצר זרם כלומר : זה שניתקת את הזרם מהסליל, גורם לו מיידית לייצר זרם משלו. הקשר הזה גורם גם לכך שהזרם שהסליל מייצר יהיה זהה לזרם שאתה ניתקת

האנרגיה שבה הסליל מייצר את הזרם היא האנרגיה המגנטית שטעונה בליבה. לכן הזרם שהסליל יוצר הוא פולס שמוגבל על ידי כמות האנרגיה הכוללת שהיתה טעונה בליבה, ולא זרם קבוע (אחרת היתה לך שם אנרגיה אינסופית....)

דוגמה :

אתה לוקח צוק של פלורסצנט, שמכיל סליל וליבה מגנטית, אם "קיבול מגנטי" דיי גבוה. אתה מחבר אליו 2 חוטים, ואותם ל + ו - של סוללה, שנותנת מתח DC

ברגע החיבור (וזמן קצר מאוד אחריו), כמות כלשהיא של אנרגיה נטענה בצורת אנרגיה מגנטית בליבה של הצוק. הזרם DC הסופי יהיה מוגבל לערך מסויים על ידי ההתנגדות של החוט והסוללה

עכשו אתה מנתק את החוט מהסוללה. הזרם יורד ממה שהיה ל 0. הצוק מייצר פולס, שמנסה להגיע למצב שבו הזרם זל הפולס זהה לזרם שהיה במעגל לפניי הניתוק

המעגל פתוח (ניתקת את אחד מהחוטים מהסוללה), לכן כדיי שיוכל לעבוד בו זרם אמור להיות מתח גבוה מספיק כדיי ליצור ניצוץ בחוט שניתקת, כך שהזרם יוכל לעבור. זה אכן מה שיקרה - האנרגיה המגנטית תיפרק לפולס מהיר של מתח גבוה, וייתן ניצותץ בחוט (ואם אתה תיגע ביחד ב 2 החוטים של הצוק, זה יתן לך זרם שדיי יקפיץ אותך - יש שם עד כמה KV)

כלומר, ברגע הניתוק סליל יכול לייצר מתח גבוה יותר ממה שהוא קיבל בהתחלה

ועכשו למעגל ה joule thief

ההתנהגות של הטרנזיסטור היא דיי ליניארית : כשהזרם ב B-E כלשהוא, הזרם ב C-E יהיה בהתאמה (כפול קבוע hFE ותלוי בטרנזיסטור)

הנגד (למעלה) נבחר כך שבמצב רגיל יהיה זרם קטן כלשהוא ב B-E, כזה שלא מספיק כדיי להביא את C-E לרוויה

הסלילים הם : סליל 1 זה שמחובר ל C, סליל 2 זה שמחובר ל B. לכן הזרם ב C-E = הזרם בסליל 1, והזרם ב B-E = הזרם בסליל 2

נותנים מתח למעגל. במצב ההתחלתי הזרם ב B-E היה 0 והטרנזיסטור לא מעביר זרם דרך C-E וסליל 1. הזרם ההתחלתי עובר דרך הנגד וסליל 2, ל B-E

כתוצאה מהזרם שמגיע ל B-E הטרנזיסטור מתחיל להעביר זרם ב C-E, ובסליל 1

הסלילים בשנאי נמצאים אל ליבה מגנטית משותפת. כלומר כשעובר זרם בסליל 1, חלק מהאנרגיה עובר דרך הליבה בצורה מנטית והופך למתח בסליל 2. הזרם בסליל 1 עלה מ 0 לזרם כלשהוא. העלייה של הזרם (והשינוי החיובי בשדה המגנטי) גורמת להופעת מתח בסליל 2. הכיוון של המתח שמופיע בסליל 2 הוא אם ה + לכיוון B של הטרנזיסטור, כלומר המתח שהטרנזיסטור רואה הוא המתח ההתחלתי + המתח שנוצר בסליל

המתח הגבוה יותר ב B גורם לעליית הזרם ב B-E

הזרם שעולה ב B-E גורם לזרם לעלות ב C-E. איתו עולה הלאה הזרם בסליל 1, והמתח החיובי בסליל 2. הזרם ב B-E ממשיך לעלות הלאה, וכך התהליך ממשיך במהירות ומאיץ את עצמו

הזרם שעובר בסליל 1 מטעין את הליבה המגנטית, ובשלב מסויים אנחנו מגיעים לרוויה - כשהשדה המגנטי ש "נכנס" בליבה לא עולה יותר. במצב כזה השנאי מפסיק להיות שנאי, וסליל 2 חוזר להיות סתם חוט שלא מופיע עליו מתח

בלי המתח הנוסף, הזרם ב B-E חוזר להיות הזרם הנמוך הההתחלתי, וכך גם הזרם ב C-E

היתה ירידה של הזרם בסליל 1 - מהמצב של זרם מקס' שהיה עכשו, למצב ההתחלתי של זרם חלש. השינוי הזה שוב גורם להופעת מתח בסליל 2, אבל השינוי עכשו שלילי ולכן גם המתח (בקצה שמחובר ל B) בסליל 2 הוא שלילי, כלומר הטרנזיסטור רואה ב B את המתח ההתחלתי - המתח בסליל 2

המתח הנמוך יותר גורם לזרם נמוך יותר ב B-E. זה גורם לזרם נמוך יותר ב C-E, ירידה נוספת בזרם בסליל 1, מתח יותר שלילי בסליל 2, ירידה נוספת בזרם ב B-E, ירידה נוספת ב C-E, וכן הלאה. כלומר : המעגל שוב מאיץ, הפעם הזרם יורד ל 0 ובמהירות

כשהזרם יורד ל 0 (במהירות), זה כמו אם היינו פשוט מנתקים את הזרם מהסליל. בניתוק של זרם מסליל נוצר פולס של מתח גבוה, וזה מה שקורה בסליל 1 - ממנו לוקחים ראת המתח ליציאה מהמעגל - מה שיש שם זה הפולסים מהניתוקים, כשכל התהליך חוזר על עצמו במהירות גבוהה

מייד אחריי הפולס המעגל נמצא במצב שלא עובר בו זרם בכלל. זה המצב ההתחלתי שהיה ברגע החיבור למתח, והתהליך מתחיל מחדש - זרם קטן מהנגד ל B-E וכן הלאה

תודה רבה על ההסבר המפורט, ניראה שבאמת יש לי חור בנושא שנאים.

אם יש לי שנאי קיר עם יחס ליפופים של 1, השנאי מחובר למתח הרשת (לדוגמא), כמו כן לא מחובר לשנאי עומס בצידו השני.

הליבה לא תכנס לרוויה מכיוון שהשדה המגנטי משתנה כל הזמן. איך יראה הזרם שייצרך מרשת החשמל ? פשוט סינוס שתלוי בהשראות של הסליל הראשי ?

ללא עומס פשוט סינוס, שבו הזרם מאחר ב 1/4 מחזור אחריי המתח. בעומס התנגדותי, המופע של הזרם יתקרב יותר למופע של המתח