Термины:

1. Длинный проводник (электрическая цепь).
2. Развёртка питающего напряжения.

Определение:

1. Длинный проводник (электрическая цепь) — это проводник (цепь), длина которого не превышает двукратной длины волны, которая может в ней распространяться. Это принципиальное отличие от длинной линии. С точки зрения теории электрических цепей длинный проводник (электрическая цепь) относится к двухполюсникам, в свою очередь длинная линия относится к четырёхполюсникам.
2. Развёртка питающего напряжения – изменение во времени места протекания тока с заданным напряжением.

Назначение:

Способ развертки питающего напряжения в длинном проводнике (электрической цепи) предназначен для формирования локального места на определённом участке проводника (электрической цепи), по которому протекает ток с повышенным напряжением.

Применение:

1. Определение поля градиентов температур на поверхности или в объёме технологического оборудования, различных продуктов, материалов, веществ, соединений и т.п. Определение поля градиентов температур осуществляется за счёт применения нового инновационного продукта — биметаллического проводника с знакопеременной контактной разностью потенциалов.
2. Определении места локального изменения проводимости, которое вызвано воздействием любых внешних или внутренних факторов. Внешние или внутренние факторы (влага, соли, кислоты, щелочи, химические вещества, окружающая среда и т.п.) приводят к уменьшению прочности, коррозии, окислению, в любых относительно длинных электропроводящих объектах (провод, лента, лист, трос, трубопровод, грунт, почва и т.п.)
3. Управление точечным нагревом/охлаждением в длинной последовательной электрической цепи с контактной разностью потенциалов для проведения различных термофизических и термохимических превращений внутри и на поверхности различных продуктов, материалов, веществ, соединений и т.п.
4. Управление питанием отдельными нагрузками (например отдельными светодиодами в светодиодной ленте и т.п.) в длинной последовательной электрической цепи.

Принцип работы:

Принцип работы основан на управлении фазовыми соотношениями двух возбуждающих напряжениях противоположной полярности, которые приложены с обоих сторон длинного проводника согласно схемы развёртки питающего напряжения № 1.

На рис. № 1 управление фазовыми соотношениями двух возбуждающих напряжениях противоположной полярности происходит в высокочастотном трансформаторе Т1 с двумя обмотками со средними точками.

Рис. № 1. Схема развертки питающего напряжения.

Частота возбуждающих напряжений Uвозб. противоположной полярности равной:

F возб. = С / (2*L)

Где:

• С – скорость света, м/сек.
• L – длина диагностируемого проводника, м.

Одновременно в длинный проводник подается с двух сторон напряжение развертки U разв., противоположной полярности с частотой:

               Fразв. = (С*L1) / L

Где:

L1 – точность определения места дефекта, м.

С – скорость света, м/сек.

L — длина диагностируемого проводника, м.

Трансформатор Т1 изменяет фазы двух возбуждающих напряжений разной полярности так, что они встречаются и пересекаются на элементе длины проводника L1.
В каждый такт напряжения возбуждения в длинном проводнике формируется элемент длинной L1, в котором течет ток с напряжением:

U = 2 * U возб.

График изменения напряжений в длинном проводнике показан на рис. № 2.

Рис. № 2. График изменения напряжений в длинном проводнике

Благодаря управлению фазовыми сдвигами — в каждом такте подачи напряжений возбуждений присутствует строго заданное место L1 в длинном проводнике L, по которому протекает ток с напряжением

            U = 2 * U возб. 

Пример:

Общая длинна проводника (электрической цепи) — 10 метр. Необходимо в элементе длинны 1 метр организовать протекание тока с напряжением возбуждения U = 2 * U возб. Необходимо управлять этим местом с точностью 1 метр (количество мест управления N = 10).

Для таких условий длинна волны возбуждающего напряжения должна соответствовать следующему выражению:

λ возб. ≥ 2* L
λ возб. ≥ 2 метр. (F ≥ 15 МГц)

Где:

• λ возб. — длинна волны возбуждающего напряжения.
• L — общая длинна проводника

Длинна волны развёртывающего напряжения для управления местом протекание тока с напряжением возбуждения U = 2 * U возб., за один такт питающего напряжения должна соответствовать условию:

λ разв. ≥ L / N мест управления

λ разв. ≥ 10 метр / 10 (F ≥ 300 МГц.)

ВЫВОД

Предложенный способ развертка питающего напряжения в длинном проводнике (электрической цепи) позволяет управлять в каждом такте возбуждающего напряжения местоположением (местом на длине проводника) протекания тока с повышенным напряжением.

Предложенный способ развертка питающего напряжения может быть применён в различных областях науки и техники, в том числе и как простейшая альтернатива сложным системам управления и диагностики.

Например:

1. Диагностика поля градиентов температур на поверхности или в объёме технологического оборудования, различных продуктов, материалов, веществ, соединений и т.п. Определение поля градиентов температур осуществляется за счёт применения нового инновационного продукта — биметаллического проводника с знакопеременной контактной разностью потенциалов.
2. Диагностика места локального изменения проводимости, которое вызвано воздействием любых внешних или внутренних факторов. Внешние или внутренние факторы (влага, соли, кислоты, щелочи, химические вещества, окружающая среда и т.п.) приводят к уменьшению прочности, коррозии, окислению, в любых относительно длинных электропроводящих объектах (провод, лента, лист, трос, трубопровод, грунт, почва и т.п.)
3. Управление точечным нагревом/охлаждением в длинной последовательной электрической цепи с контактной разностью потенциалов для проведения различных термофизических и термохимических превращений внутри и на поверхности различных продуктов, материалов, веществ, соединений и т.п.
4. Управление питанием отдельными нагрузками (например отдельными светодиодами в светодиодной ленте и т.п.) в длинной последовательной электрической цепи.