Оказва ли влияние, ориентацията на полюсите на батерията, върху мощността на реотана в механичен мод?

[Stormglass]

Колеги, днес ми остана малко време и реших да направя тази леко електричарска тема.

Но преди да се хвърлим в същината на въпроса, с уважение ще кажа специално за колегите, на които ще им хрумне, че всичко им се струва много нАучно и теоритично, че навсякъде, където се използват формули е теоритично.

Ще припомня, че в настоящия и в други вейпърски форуми и преди са се писали формули и за в бъдеще също ще се използват и пишат формули във връзка с пресмятане на токове в електронните цигари.

 

Да започнем с това, че неотдавна колегата deepblue сподели, че при промяна на ориентацията на полюсите батерията, усеща разлика в мощността на изпаряване: 

http://www.gigadrinks.com/forum/topic/514-nemesis-mechanical-mod/?p=31810

 

Важно е да се каже, че вярваме на усещанията на deepblue. По отношение на причината за това явление, заедно с няколко колеги предполагаме, че тази разлика се дължи на чисто механични причини – просто при една от ориентациите на полюсите, батерията контактува по-добре с контактите на мода.

 

Друг колега твърди, че разликата се дължи на промяната на посоката на тока през мода: http://www.gigadrinks.com/forum/topic/514-nemesis-mechanical-mod/?p=31819

Итересно е, че той се обосновава със споменаване на закон на Кирхов: http://www.gigadrinks.com/forum/topic/514-nemesis-mechanical-mod/?p=31911

 

Колеги, въобще не си мислете, че се заяждам. Всеки може да забрави нещо и да сгреши. Както знаете, не прави грешки само този, който нищо не прави. 

По въпроса с ориентацията на батерията в мех.мод е нужно простичко да се покаже и докаже кое предположение е вярно.

 

Отчитайки, че в конкретния случай, (при механичен мод) имаме налице протичане на прав ток през електрическа верига с няколко последователно свързани съпротивления (резистори), не мога да премълча факта, че предположението на Торреr противоречи на основни правила и закони на физиката. Електроинженерите и по-запознатите, прекрасно разбират това.

 

Нека заедно с помощта на Второто правило на Кирхов (погрешно наричано закон) да разгледаме как се променят показателите на електрическия ток във веригата на механичен мод при промяна на ориентацията на батерията.

В електрическата верига на мех.мод няма полупроводници или други елементи, които могат да усложнят пресмятането, а имаме пасивни съпротивления, които имат еднаква проводимост при двете посоки на тока. С цел опростяване на изчисленията, няма да вземаме в предвид вътрешното съпротивление на батерията, а ще приемем, че в нашия случай, източник на Електродвижещо напрежение е нова и добре заредена хай дрейн батерия с напрежение на полюсите 4,2 Волта. Също така, с цел опростяване, няма да вземаме в предвид промяната на съпротивлението на реотана при нагряване и изтощаването на  батерията във времето.

 

А сега, сами ще се убедите колко е просто да се извърши едно елементарно алгебрично сборуване.

 

На Схема 1 е показана примерна електрическата схема на механичен мод, при който батерията е поставена с плюсовият полюс към картомайзера. Схемата е примерна, защото са взети примерни стойности на съпротивленията в мех.мод.

 

При разглеждането на Схема 1 изпълняваме следните условия:

- Използваме всеприетата условна посока на тока от „+” към „-„

- Обхождаме токовата верига по посока на часовниковата стрелка.

- Посоката на Електродвижещото напрежение на батерията и Посоките на падовете на напрежение са определени по отношение на съвпадането или не, с условната посока на тока.

 

В Схема1, електродвижещото напрежение на батерията съвпада с посоката на обхождане и получава знак „+”, тоест +4,2V. Условната посока на тока във веригата също съвпада с посоката на обхождане и също получава знак „+”

 

 

Както добре знаем, при последователно свързани резистори (съпротивления), еквивалентното (общото) съпротивление е равно на сбора от съпротивленията във веригата, тоест, R1+R2+R3+R4+R5 = 0,025 + 1,0 + 0,025 + 0,15 + 0,05 = 1,25 Ома.

 

Знаейки еквивалентното съпротивление на електрическата верига, определяме силата на тока във веригата, съгласно формулата I=U/R, тоест, +4,2 V разделено на 1,25 Ома = +3,36 Ампера. (тоест, I= +3,36A)

Също така, както знаем, при последователно свързани резистори, тока има еднаква сила във всички части на веригата!!!

 

А сега, да пресметнем Падовете на напрежение по формулата U=I _* R

Пад при (R1) сърцевината на фланеца U1 = +3,36 _* 0,025 Ом = +0,084V

Пад при (R2) реотана U2 = +3,36 _* 1,0 Ом = +3,36V

Пад при (R3) външния пръстен на фланеца U3 = +3,36 _* 0,025 Ом = +0,084V

Пад при (R4) корпуса U4 = +3,36 _* 0,15 Ом = +0,504V

Пад при (R5) бутона U5 = +3,36 _* 0,05 Ом = +0,168V

 

Дойде време да разгледаме Второто правило на Кирхов за прав ток във верига състояща се от един контур, което се изразява с формулата:

ΣЕ = ΣR_*I

В „разшифрован” вид формулата гласи: Алгебричната сума на електродвижещите напрежения (Е), е равна на алгебричната сума на падовете на напрежение (R_*I) върху отделните пасивни съпротивления.

Понеже при нас източник на електродвижещо напрежение е една единствена батерия с напрежение 4,2V, премахваме символа за сумиране и формулата добива следния вид:

Е = ΣR_*I

Между другото, тази формула не ви ли се струва позната?

Ами позната ви е, защото частен случай на Второто правило на Кирхов за електрическа верига от един контур, в който тече прав ток, е Закона на Ом за тази верига! (Това се изучава тук-там   ).

 

Хайде заедно да проверим дали е спазено Второто правило на Кирхов, тоест, дали сумата на падовете на напрежение върху съпротивленията, е равна на електродвижещото напрежение на батерията (+4,2V).

 

+U1 + U2 +U2 + U3 + U3 + U5 = + 4,2V (батерия)

+0,084V+3,36V+0,084V+0,504V+0,168V = + 4,2V (батерия)

Сборът от падовете е +4,2V и е равен на + 4,2V (батерия), тоест:

+ 4,2V = + 4,2V (1)

Както току що установихме, Алгебричната сума на падовете на напрежение при съпротивленията в електрическата верига на механичния мод, е равна на електродвижещото напрежение на включеният във веригата източник (+4,2V). Следователно, Второто правилото на Кирхов е изпълнено!!!

 

А сега да видим дали нещо ще се промени, когато обърнем на 180 градуса батерията в механичния мод.

 

На схема 2 е показана примерна електрическа схема на същият механичен мод, при който батерията е поставена с минусовия полюс към картомайзера.

 

При разглеждането на Схема 2 отново изпълняваме същите условия:

- Отново използваме всеприетата условна посока на тока от „+” към „-„

- Отново обхождаме токовата верига по посока на часовниковата стрелка.

- Отново посоката на Електродвижещото напрежение и Посоките на падовете на напрежение са определени по отношение на съвпадането или не, с условната посока на тока.

 

В Схема 2, електродвижещото напрежение на батерията не съвпада с посоката на обхождане и получава знак „-”, тоест – 4,2V. Условната посока на тока във веригата не съвпада с посоката на обхождане и също получава знак „-”

 

 

В Схема 2, както и в Схема 1, еквивалентното съпротивление е равно на сбора от съпротивленията във веригата, тоест, R1+R2+R3+R4+R5 = 0,025 + 1,0 + 0,025 + 0,15 + 0,05 = 1,25 Ома. Както виждаме, в Схема 1 и Схема 2 имаме еднакво еквивалентно съпротивление.

Знаейки еквивалентното съпротивление на електрическата верига, отново определяме силата на тока във веригата, съгласно формулата I=U/R, тоест, - 4,2 V разделено на 1,25 Ома = - 3,36 Ампера.(тоест, I= - 3,36A)

 

Падовете на напрежение получаваме по формулата U=I _* R, а посоката им определяме по отношение на съвпадането или не, с условната посока на тока и както виждаме, тя (посоката) се е променила и вече е със знак „-„ (тоест, - 4,2V).

 

А сега, да пресметнем Падовете на напрежение по формулата U=I _* R

Пад при (R1) сърцевината на фланеца U1 = -3,36 _* 0.025 Ом = -0,084V

Пад при (R2) реотана U2 = -3,36 _* 1.0 Ом = -3,36V

Пад при (R3) външния пръстен на фланеца U3 = -3,36 _* 0,025 Ом = -0,084V

Пад при (R4) корпуса U4 = -3,36 _* 0,15 Ом = -0,504V

Пад при (R5) бутона U5 = -3,36 _* 0,05 Ом = -0,168V

 

Хайде да проверим дали е спазено Второто правило на Кирхов, тоест, дали сумата на падовете на напрежение върху съпротивленията, е равна на електродвижещото напрежение на батерията (-4,2V).

-U1 + (-U2) +(-U2) + (-U3) + (-U3) + (-U5) = -4,2V (батерия)

-0,084V+(-3,36V)+(-0,084V)+(-0,504V)+(-0,168) = -4,2V (батерия)

Сборът от падовете е -4,2V и е равен на -4,2V (батерия), тоест,

-4,2V= -4,2V (2)

Както току що установихме, Алгебричната сума на падовете на напрежение при съпротивленията в електрическата верига на механичния мод, е равна на електродвижещото напрежение на вкюченият във веригата източник (- 4,2V).  Следователно, Второто правилото на Кирхов е изпълнено!!!

 

От математиката знаем, че ако двете страни на уравнение се умножат (разделят) с едно и също число, се получава уравнение, еквивалентно на даденото.

Използвайки това, ще преобразуваме двете страни на равенство (2), като ги умножим с едно и също число (-1) и получаваме:

+4,2V= +4,2V (3), което е абсолютно същото равенство, като равенство (1), което получихме за Схема 1.

 

Колеги, както виждате от Схема 1 и Схема 2 и пресмятанията по Второто правило на Кирхов, обръщането на батерията на 180 градуса в механичен мод, не води до промяна във величините на отделните падовете на напрежение, както и не води до промяна  в алгебричната им сума!

 

Променя се единствено посоката (знака) на падовете, но заедно с това се променя и посоката на електродвижещото напрежение, което води до получаване на едни и същи резултати. Тоест, (1) = (3)

С други думи, промяната на посоката на тока в механичен мод, не намялава и не увеличава нито силата на тока, нито пък променя отделните падове на напрежение, чиято сума остава една и съща (4,2V)!

(Нарочно не пиша знак „+” или „-„ , защото както се убедихте, полярността на тока няма значение за механичния мод).

 

Като следствие от това, при промяната на посоката на тока, реотана има една и съща мощност!

Все пак ще пресметнем, че от формулата за определяне на мощността, P=I_*U, за реотана получаваме :

- при Схема 1 мощността на реотана e (I= +3,36А)_*(U2= +3,36V) =11,3 W

- при Схема 2 мощността на реотана e (I= -3,36А)_*(U2= -3,36V) =11,3 W

 

Така че колеги, именно според Второто правило на Кирхов, обръщането на батерията абсолютно по никакъв начин не променя мощността на реотана на механичен мод. Както се казва, на реотана му е все едно каква е ориентацията на полюсите на батерията!

 

Всякакви други твърдения са опит да се напише нов Закон за съхранение/запазване на электрическия заряд. (Точно от този закон произтичат Правилата на Кирхов за електрически вериги, и именно защото са призводни, а не фундаментални, не следва да се наричат закони).

Разбира се, Густав Кирхов има закони, но те са в областта на химията и физиката.

 

В заключение ще напиша, че ако при някой вейпър се получи разлика в мощността при изпаряване с мех.мод след обръщане на батерията, то тази разлика се дължи на промяна в контактуването при полюсите на батерията, а не на закони и правила от физиката.

 

Обясних ви нещата така, както съм ги учил и обяснявал на други хора и за свой срам, не мога да обясня още по-нагледно Второто правило на Кирхов и отрицателният отговор на въпроса: „Оказва ли влияние ориентацията на полюсите на батерията върху мощността на реотана в механичен мод?”.

 

Ако някой колега иска да защити противоположната теза – моля, нека да направи свои схеми и пресмятания. 

 

P.S. Колегите, които имат алергия към пресмятания с формули и доказване с аргументи на отдавна известни факти от основите на електротехниката, сърдечно моля да не се дразнят, като четат тази тема.

Тя е създадена за вейпъри, на които им е интересна същината на въпроса.

Редактирано на 15 Април, 2014 от Stormglass