Un Resistor Negativo Práctico

Hola a todos:
Efectivamente MAGO, puede ir bastante mejor así tendría siempre un émbolo actuando, aunque tendré que estudiarlo mas detenidamente... ¡te debo una!... gracias amigo.
Saludos

UN saludo a todos.

Bueno matu, aver si lo entiendo.

los embolos imantados van girando como un rotor y las bobinas huecas bifilares al paso del iman generan electricidad, siendo qeu ofrecen poca resistencia, la generacion es potente sin resistencia magnetica.
y las bobinas bifilares estan a un lado y otro del rotor que gira, siendo ellas el estator y todo gira gracias a un sistema de engranajes rotativos que hay en el centro.

Un atento saludo.

Un saludo a todos.

Si lo he entendido bien entonces aqui el secreto esta en las bobinas.

Yo tal vez meta la pata pero dire, que he visto unos generadores eolicos montados de cero el generador.
son tres platos colocacos en forma de bocadillo, en el de enmedio se ponen los imanes a voluntad en agujeros que asi estan en las dos caras y en los platos mas exteriores miando hacia adentro las bobinas, de tal manera que quedan delante y atras del iman a la vez, generando doble cantidad de electricidad con la misma cantidad de vueltas que una bobina y tambien por supuesto ofreciendo mas resistencia que una sola bobina a cada paso del iman. No se si ese sistema te serviria para colocar tus bobinas bifilares, es mas facil de hacer y hay experiencia sobre el de que funciona bien.


Un atento saludo

Hola a todos:
Jml, no te he podido responder antes, a ver, lo has entendido a medias, efectivamente existe un rotor con tres o mas satélites y un aro exterior también con engranes que lo abraza todo, este aro exterior lleva alojados los imanes, que no tienen por que ser imanes, sino que pueden ser también simples trozos de hierro, las bobinas (solenoides) son huecas claro, porque por dentro deben pasar los imanes (o el hierro), junto con el aro de material permeable lo que ocurre es que lo he dibujado como sección, es decir, el solenoide lo he dibujado partido por la mitad por eso se ven los dos sectores rojos arriba y abajo (representan el hilo, deberían ser color cobre, pero ha salido así) en definitiva “mi invento”, solo consiste en que el martillo no trabaje arriba y abajo, sino que lo haga de forma circular, el resto, sería exactamente igual que en el martillo electromagnético.
La forma de trabajar del martillo, creo que la explica suficientemente Ciencia, pero si necesitas mas aclaraciones pregunta.
Saludos

Un saludo a todos.

Gracias matu, AHORA SI, ahora si que lo entiendo.
y yo creo que funcionalmente funciona, ahora el rendimiento ha de medirse.

Un saludo

Hola a todos.

Creo que hemos dejado de lado el comienzo de esta linea de foro y hemos ido de lejos al sistema ofrecido por ciencia. Que el dice es funcional y la coherencia de sus explicaciones lo dan a entender claramente. Siendo a estas alturas del foro donde todos vamos aprendiendo y avanzando, creo que es de recordar y ver si llega a buen termino.
No he leido ni he tenido noticia de que nadie llegara a termino con el sistema y lograra energia extra. Si bien su simplicidad se ofrece a recrearlo y a con una orientacion tener exito en el sistema. Siendo ciencia una gran ayuda para llevarlo adelante.
Asi pues os Animo a reportar vuestras experiencias en este metodo, os haya o no dado resultados si lo habeis recreado.
Y luego a reabrir el tema para seguirlo ya que seria interesantisimo.

Y aquí va el reporte de ciencia en su dia:



A pedido de Munetaka acá va una variante de este resistor negativo.

Se trata del no mucho conocido "Martillo electromagnético" que combina energía electromagnética con la gravedad como se aprecia en el siguiente esquema:

LA FOTO SE QUEDO ATRAS EN SU SITIO, NO SUPE MOVERLA IR A LA PAGINA 1 DE ESTA MISMA LINEA DE FORO PARA VERLA.


Se han encontrado muchas variantes de este sistema de energía libre, por ejemplo, linternas usadas en minería que quedaron enterradas por más de 30 años por derrumbes y se desenterraron con el mecanismo moviéndose sin parar

Este aparato trabaja verticalmente y consiste en un par de bobinas por dentro de las cuales se mueve un núcleo de hierro a modo de pistón, dicho núcleo sobresale de la estructura con otra barra más pequeña a fin de mover algo exterior y no necesariamente golpear algún otro objeto.

Inicialmente, sin corriente en los bobinados, el núcleo queda por su propio peso apoyado en el fondo de la estructura y la inductancia vista por los terminales de cualquier bobina es mínima, si aplicamos una corriente a la bobina en naranja, como bobina primaria del sistema, el núcleo ferroso va a empezar a subir por la estructura hasta detenerse en un punto de equilibrio, conforme sube, la inductancia del sistema comienza a subir también, ese cambio de flujo magnético interno provoca una inducción de voltaje en la bobina secundaria de color amarillo, y de paso, este núcleo se magnetiza como si fuese un imán, una vez conseguido el equilibrio, y la inductancia al máximo del sistema, se suspende la corriente y ahora el núcleo cae por su propio peso golpeando fuertemente el fondo de la estructura, mientras cae, como está magnetizado el núcleo, induce nuevamente en la salida un voltaje, repitiéndose esto cíclicamente. Ese golpe de la caída por su propio peso del núcleo se puede usar para fines de martillo, pero,puede usarse para otros fines como es mover un generador, hay otras cosas más como topes de goma en el fondo y arriba para aliviar el impacto, perforaciones para dejar entrar y salir el aire y un ajuste manual superior para controlar el recorrido del núcleo

Si bien parece un electroimán común, los comunes tienen núcleo no móvil sin aire, éste es móvil y con aire, la corriente a aplicar puede ser continua o alterna, pero se recomienda continua a fin de que las pérdidas en el hierro por corrientes parásitas e histéresis y sobrecalentamiento no bajen el rendimiento del sistema.

El resistor negativo, y la energía extra la tenemos acá en dos agentes, el primero es justamente el cambio de inductancia, conforme empieza a entrar el núcleo en la bobina la inductancia empieza a subir, lo que provoca como consecuencia de todo circuito RL serie que la corriente en vez de seguir subiendo o mantenerse alta se baje, ese hecho tiene como consecuencia evidente un aumento de energía extra en el sistema, y luego, al cortarse la corriente, la gravedad nos entrega más energía, esa energía gravitacional es equivalente a la magnética que ganó el sistema al subirse su inductancia, energía que se aprovecha mecánicamente para realizar un trabajo.

La energía extra la podemos recolectarde dos formas, una es eléctricamente poniendo la bobina secundaria en amarillo que va a recolectar la energía eléctrica invertida sumada a la extra la que puede ser devuelta al proceso para dejar todo autoalimentado, o bien, mecánicamente dejando que el elemento móvil mueva un generador y luego tomemos parte de esa energía para autosostener el sistema

A fin de evaluar esto en forma más detallada y entenderlo mejor, busquemos una expresión para el cambio de inductancia de este sistema que es mucho más simple de estimar que para una bobina de núcleo fijo en saturación, vamos a asumir que el campo magnético generamos no satura al núcleo móvil en ningún momento y estamos trabajando en la zona lineal de máxima permeabilidad:

La inductancia de una bobina de núcleo de aire de 1 capa es aproximadamente:

L = ka * N * A / d

Siendo ka la permeabilidad magnética absoluta del aire, N el número de vueltas en la bobina, A su sección y d el largo de la misma

El flujo magnético es L * i, siendo i la corriente aplicada

Si asumimos para fines de cálculo que el núcleo tiene simetría cilíndrica y al entrar abarca toda la sección transversal de la bobina vemos se forman 2 bobinas al entrar el núcleo, una con núcleo de aire y otra con núcleo ferroso, para evaluar ambas bobinas necesitamos considerar lo siguiente:

Una densidad lineal de vueltas uniforme N / d

De esta forma, podemos decir que la bobina de núcleo ferroso al entrar una altura x en la bobina tiene asociada las siguientes vueltas:

N(x) = N / d * x

Como el flujo magnético en la bobina de núcleo de aire es cientos de veces menor al flujo en la bobina de núcleo ferroso podemos despreciar el aporte de flujo magnético de esa bobina, de esa forma, la inductancia de la bobina de núcleo ferroso será la inductancia total del sistema y se obtiene reemplazando en la expresión anterior N por N(x):

L(x) = kh * N * A * x / d2 = k * x

Siendo ahora kh la permeabilidad absoluta del hierro del material magnético

Como N,A y d son constantes, todo se puede dejaren función de una sola constante

Claramente, la inductancia crece con el tiempo, pero como no sabemos la forma crece, necesitamos recurrir a la ecuación del circuito RL serie formado para deducir cómo cambia y cómo deducir la ganancia o condiciones óptimas de funcionamiento de este sistema.

A corriente continua la ecuación queda:

V = R*i + L * di/dt + i * dL/dt

R es la resistencia de la bobina sumada a la resistencia interna de la fuente de voltaje V

Reemplazando y ordenando los términos nos queda:

V = ( R + k * dx/dt )*i + k*x * di/dt

Vemos ahora, al igual que en post anterior, que tenemos una nueva resistencia adicionada en serie al circuito y que vale:

Rad = k * dx/dt = k * u

Siendo u la rapidez instantánea con que sube el núcleo ferroso

Si bien tenemos ahora un resistor adicional positivo, lo especial ahora es que esto nos dice que la fuente continua experimenta un descenso brusco de la corriente conforme el hierro sube, cosa ya antes por la experiencia sabíamos, y esto significa que el consumo de la fuente continua se reduce bastante o que no sacamos energía significativa, especialmente si Rad toma valores grandes en el proceso, pero al mismo tiempo no solo se empieza a acumular y aumentar energía en el inductor sino que el campo magnético está realizando un trabajo es levantar el pesado núcleo ferroso para introducirlo totalmente dentro de la bobina, y la inductancia va subiendo desde cero hasta su valor máximo L, y terminamos con un circuito común RL serie en donde la energía magnética acumulada en el inductor es superior a la energía sacamos de la fuente continua para generar la corriente.

Para simplificar más aún el análisis, vamos a suponer tenemos un controlador que permite que el núcleo ferroso suba con rapidez constante u, en ese caso la solución de la ecuación diferencial queda:




Siendo C una constante siempre positiva, la que no es muy simple de evaluar pues la única condición inicial válida es que para t = 0 seg, tenemos una corriente dada por las resistencias R + k*u sin inductancia, pero en ese instante tenemos una discontinuidad en la ecuación, sin embargo, podemos ver cosas bien especiales como lo es que por ejemplo, si la resistencia adicional k*u supera bastante a la resistencia de la bobina el exponente de t queda como -1, lo que nos dice que entre t=0 y un cierto tiempo inicial la corriente se hace negativa, vale decir, se entrega potencia a la fuente y dicha corriente inversa puede tomar valores muy grandes, luego cruza por cero otra vez hasta estacionarse en un leve tiempo en el valor de equilibrio final:

i = V /(R + k*u )

Que es el mismo inicial había para t=0

En fin , el lector puede evaluar ganancias, potencias y energías para un buen diseño de este simple dispositivo que es un muy buen ejemplo de sistema paramétrico estabamos comentando al principio del resistor negativo. Falta una ecuación que es la que condiciona podamos mover o levantar el núcleo ferroso pues con una corriente de 1 micro-ampere no lo vamos a poder hacer, por ello hemos asumido que el recorrido x del mismo puede ser el máximo d y que se da esa condición

Sin duda podemos tener acá un resistor negativo cuando el núcleo en vez de subir baja, ya sea porque la corriente es alterna o bien se disminuye su intensidad, pero como son casos ya más elaborados hemos solo acá analizado lo esencial

Si se quiere hacer trabajar el dispositivo horizontalmente se puede poner un resorte obligue al núcleo ferroso a salirse de la bobina

Ed Laskanin comenta este tipo de dispositivos, en especial el martillo acá comentado, solo que como en su tiempo no tenía referencias de sistemas paramétricos lo explicaba en sus términos de corriente magnética para justificar la energía libre, siendo que es mucho más simple verlo como el aporte energético de los propios dipolos magnéticos del núcleo ferroso


Saludos afectuosos a todos

Y por mi parte saludos también a todos y gracias por todo.

Jmlbjm:

Gracias por postear de nuevo este tema. Lo olvide por completo.
Pero ahora, con conocimientos mas firmes, entendi que el sistema ataca fuertemente la parte de cambio de inductancia. Aunque no explica del todo por que ese cambio de inductancia brusco causa la extraccion de energia extra o que resiste negativamente la corriente. Es posible trabajar con datos solidos que anteriormente no veia. Ahora seria capaz de armar el artefacto aplicando mi propio ingenio para generar una variante mas sencilla de armar, como siempre he hecho.

gracias Jmlbjm ^^

CIENCIA:

Quiero hacer enfasis en algo importante para estos sistemas.

Es necesario que estos sistemas ademas de funcionar, perduren, si pretendemos tener energia, y que esta no nos falle en momentos vitales.

Hasta ahora, no he encontrado metodos de conmutar motores, relés e incluso en este martillo resistor negativo, que me no se gaste con el tiempo, o bien que pasado un dia de generar chispas estas acaben por cubrir los contactos con un aislante negro que impide seguir conmutando correctamente. El uso de transistores resuelve este problema para reles, pero en tema de motores lineales e incluso para un bedini, uno debe inducir una buena corriente en la bobina que alimenta la base, para que esta deje pasar una buena intensidad en el electroiman; como tu dices reducen la potencia a utilizar.

El sistema idoneo para el martillo, es que con la minima friccion para el nucleo de hierro, esta mueva por atraccion en sistema lineal un rotor, que tenga sus contactos para que el timing sea el adecuado. Pero hasta cuanto podria durar esto?

Los dispositivos que utilizaban antiguamente, encontrados en las minas, aun siendo variantes, su posible sistema de conmutacion, no se degrado con el paso del tiempo, seria bueno conocer su sistema.

espero puedas darnos algun dato esclarecedor

un saludo amigo, gracias de antemano.

Saludos Munetaka

Ese es un problema de todos los aparatos mecánicos, siempre se va a poder hacer que duren bastante desde el punto de vista costo-beneficio, por ejemplo hay muchos inventores de generadores de imanes que dicen que sus imanes durarían 5000 años y sus partes mecánicas mucho más porque quedan flotando gracias a la repulsión de los imanes, como pasa en algunos trenes eléctricos, pero, si miras el mercado de la gente que vende generadores de imanes a precio accesible ves que la duración máxima estiman del generador con mantención incluída es de unos 25 años, eso no es movimiento perpetuo ni un generador podriamos llamar ilimitado, pero desde el punto de vista costo-beneficio lo podemos mirar como algo de larga duración, ciertamente por un precio mayor podrias tener ese generador con un vida 10 veces mayor o mucho más, pero es lo que en la práctica se ve

Lo mismo pasa con este sistema de martillo electromagnético, puedes pensar en un mecanismo basado en resorte, o el que Matu propuso y vas a tener algo con un roce mínimo, el martillo tiene como fin no ser un generador sino golpear algo con un fin, ya sea en un proceso industrial u otro, pero, si al peso le ponemos un resorte podemos hacer mueva un generador mediante un mecanismo transforme el movimiento lineal en circular

Si tu problema es la conmutación basta pongas sensores ópticos de posición que corten la corriente cuando el núcleo móvil está totalmente adentro y la activen cuando está casi por salirse de la bobina, los que hicieron esas linternas antiguas tienen que haber usado algo más simple, por ejemplo, cuando el resorte se estira o comprime tenemos un tiempo fijo que basta preajustarlo en el oscilador, o sea, ni siquiera es necesario preocuparse de la conmutación, solo medir bien el tiempo va y viene el núcleo móvil al ser devuelto por el resorte y controlar la realimentación para no destruir el sistema

Saludos afectuosos

CIENCIA:

El problema es lo ultimo que dijiste, no que las piezas perduren.
Sino que los contactos de conmutacion se dice, no suelen durar mucho.

Y justamente, los conmutadores de tipo switch magnetico u optico no consigo conmutar un motor lineal tipo vapor. Sino que el mismo rotor que es movido por el piston(hierro) nucleo del electroiman, lleva los contactos en su eje.

En uno de mis primeros motores de continua(no homopolar), los contactos acabaron oscuros pero no perdieron su funcion, aunque no se si pasado 1 dia en funcionamiento hubiera dejado de ser funcional.
Para el martillo, el eje del rotor permite justamente el timing ideal.
El electroiman debe atraer el hierro hasta quedar centrado en la bobina, pero un reed o un optico no me permite hacer eso, solo al primer instante, luego se convierte en un mero freno.

Pero si el tiempo de vida de esos contactos, dura lo mismo que duraria un transistor en funcionamiento continuo, no me queda mas remedio.

Eso ultimo que dijiste, no me quedo claro; en el pasado, sino era necesario conmutar, se debe a que el aumento inicial de la inductancia ya hace la funcion de cortar la corriente, e incluso la de devolver energia al condensador o lo que se utilizara en aquel tiempo? Seguidamente el resorte saca de golpe el hierro a velocidad X, pero el condensador se descarga mucho mas rapido que esa velocidad X del hierro, amenos que ese hierro, siga magnetizado incluso en la salida, hasta que este sale casi por completo del nucleo de aire de la bobina y la inductancia baja, atrayendo de nuevo el hierro junto a la inercia del rotor, retomando el circuito. Es esto correcto? La retroalimentacion no viene dada por la bobina secundaria o el movimiento lineal transformado en circular, sino del propio cambio de inductancia procurando que haya una buena frecuencia salida entrada.

un saludo!

Saludos Munetaka

Me parece que estamos viendo cosas diferentes que asumíamos iguales, creo tu problema no es el mecanismo de transformación de movimiento lineal a circular, sino el generador conectado al mecanismo mismo que debería generar a partir del movimiento circular, espero estar en lo cierto, si ese es el caso, hay muchos generadores, como por ejemplo los alternadores a base de imán que te pueden girar sin necesidad de contactos o conmutadores en el rotor, o los generadores de tipo sincrónico para generar altas potencias que en vez de imanes polarizan el rotor desde una batería que es un método usado en centrales eléctricas que asegura larga duración y la garantía de que dicha central entregará continuadamente y sin parar la electricidad para toda una ciudad, solo si estás usando un motor de continua como generador no te va a durar mucho eso pues los conmutadores y escobillas generan descargas muy agresivas por la conmutación de inductancias, los contactos carbonizan rápido y es necesario casi de modo continuo estar dejando caer sobre esas partes de la máquina alcohol, de ese modo los chispazos cesan casi por completo y se limpian los mismos, es por eso que los motores y generadores de continua de altas potencias ya van de retirada del mundo tecnológico moderno, ya se consideran reliquias obsoletas, hoy en día todo lo hacen los motores de inducción gracias al moderno control vectorial

Posiblemente en la red veas muchos proyectos de levitación magnética en donde un electroimán levanta una bola de acero y la deja detenida en el aire gracias a un sensor óptico, es un proyecto de ciencias básico entretenido, el electroimán corta la corriente antes que la bola se pegue al mismo y la reconecta cuando se aleja cierta distancia dejando el efecto de levitación a la vista, mucha gente golpea con el dedo la bolita y el sistema reacciona compensando la fuerza del golpe, asi que ni se frena ni se acelera, del mismo modo tu martillo debería tener un control adecuado genere un retardo adecuado para que no se frene el hierro al entrar a la bobina, otro camino es que armes un circuito medidor de inductancia o pongas un sensor Hall por arriba de la bobina de modo que al establecerse o medirse el campo magnético adecuado en el hierro asegura que está todo dentro de la bobina se de la orden de cortar la corriente

Acá el concepto más importante no es tanto la inductancia variable, sino que en el momento que el hierro es atraído por la bobina aparece una energía y fuerza introducen el hierro dentro de la bobina que no es aportada por la fuente energiza con corriente la bobina sino que es aportada por el propio campo magnético generado dentro del hierro a medida que es atravezado por el campo magnético de la bobina, dicho de otro modo, son los dipolos magnéticos del hierro que al alinearse con el campo de la bobina aportan con su energía extra haciendo no solo que la fuente no haga el esfuerzo energético para subir el hierro sino que más encima devuelven energía a la fuente bajando la corriente a medida que se introduce en la bobina

Si quieres aprovechar la magnetización del núcleo cuando cae, puedes usar como núcleo un imán cilíndrico, solo que eso puede limitar el recorrido y fuerza por peso, pero ganas por el lado del campo magnético inducido por el imán, al estilo de las linternas sin pilas usan leds de alta intensidad luminosa que se venden por allí

Las respuestas a tus propias preguntas estan bien, solo destacar que con un control adecuado el capacitor se cargará siempre al voltaje necesites de acuerdo al circuito de control elijas para cortar la corriente en el momento adecuado, al principio la inercia obliga a un movimiento lento, pero después todo adquiere velocidad.

Saludos afectuosos

Ciencia:

Gracias por responder.

El tema, justamente no me referia al generador, ni al movimiento lineal/circular. Sino que utilizo el propio movimiento lineal convertido a circular, para que el rotor inercial, desde su eje con escobillas haga la conmutacion. Que de hecho, solo de esta manera tengo el timing perfecto para atraer el hierro. Pero en fin, no hay otra manera.
Ya probe con reed sweetch, y se crea un efecto curioso si lo pongo en vertical, efectivamente el iman (en lugar de un hierro) se queda flotando si pongo el reed switch debajo, y el electroiman en repulsion ascendente para el iman; el sistema empieza a vibrar y tengo un simple relé magnetico.

Para un motor lineal, requiere mas que una pulsacion, sino un largo recorrido para que adquiera inercia en el rotor. Por ello unos contactos son mi mejor idea, y el problema de las chispas, quizas podria eliminarlo cortocircuitando la back emf, ya que en mayor parte es la causante de esas chispas que oscurecen los contactos.

Por cierto, yo tiempo atras, cuando tratamos este tema, pense que en lugar de un hierro, podia utilizar un iman cilindrico.
Solo por confirmar, la inductancia aumentará igualmente utilizando imanes y no hierro? O bien, el artefacto tendra la misma funcion?

un saludo y gracias de antemano ^^