Frecuencia a energía, método 2

Nuevamente la ecuación fundamental es la misma:


E = h * f


Solo que ahora en vez de considerar una señal perfectamente sinusoidal, vamos a considerar una señal no sinusoidal cualquiera portadora de infinitos armónicos, entonces ahora en vez de bajar la frecuencia para sacar la energía almacenada vamos a considerar la energía extra contenida en los armónicos al tener frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental, vale decir, tendremos energías ahora del tipo


E = h * n * f

Siendo n el armónico enésimo

Como la señal contiene infinitos armónicos, entonces n tiende a infinito y otra vez la energía contenida en la señal tiende a infinito, ahora en vez de ley de conservación de la frecuencia tenemos una ley de multiplicación de la energía a causa de la multiplicación de la frecuencia en el armónico deseamos, como la reserva de energía es infinita siempre podremos justificar que un sistema entrega finita energía la podamos amplificar gracias a esta reserva extra contenida en la misma señal.

Vamos a demostrar matemáticamente que es posible amplificar energía y potencia sacando la energía contenida en los armónicos, pero antes vamos a definir conceptos y presentar el Teorema de Parseval que es el principal argumento de quienes se oponen a la idea de que podamos sacar energía extra de los armónicos, vamos a deducir ese teorema y ver dónde está su falla.

Ciclo de trabajo:

Es la razón o cuociente entre el tiempo un pulso está en nivel alto o máximo valor y su período, se puede escribir:

D = TON / T = TON /(TON + TOFF)

TON el tiempo el pulso está en 1 lógico o nivel alto, TOFF el tiempo el pulso está en nivel 0 o nivel lógico bajo




Potencia activa:

Es el valor promedio de la potencia de una señal en el dominio del tiempo y se calcula como:




Es la potencia realmente útil y que puede realizar un trabajo, como luz, calor o fuerza, para una señal sinusoidal de voltaje:

V(t) = V * Sen( w*t)

La potencia instantánea sobre una resistencia R nos queda


P(t) = V^2 / R * Sen^2( w*t )


Y si calculamos el valor medio de esta potencia, nos sale una potencia activa vale:


P = V^2 / ( 2*R)


También se puede calcular valores medios de voltajes y corrientes.


Siguiendo este mismo principio, si tenemos un pulso cuadrado de amplitud máxima V y un ciclo de trabajo D aplicado a una carga resistiva pura de valor R, la potencia activa en la misma será:


P = V^2 / R * D



Valor efectivo: También conocido como valor eficaz o rms


Para una señal periódica es un valor fijo y constante representa el valor a corriente continua para el cual tenemos la misma energía o potencia de la señal, se calcula como la raíz cuadrada del valor medio del cuadrado de la señal:




Para una señal sinusoidal o cosenoidal de amplitud máxima V tenemos los siguientes resultados:

Veff = V / 1.414

Que es lo mismo decir que el valor máximo es raíz cuadrada de 2 veces el valor efectivo, eficaz o rms

De esta forma, el resultado anterior nos dio para la potencia en el resistor R bajo señal sinusoidal se puede escribir:

P = Veff ^2 / R


De este modo,el lector puede demostrar que el valor medio de cualquiera de las siguientes expresiones:






Es cero si m es impar, a y b distintos en los productos de senos o cosenos

Con estas definiciones podemos deducir de una forma simple el teorema de Parseval como sigue:

Supongamos que la señal a analizar tenga valor medio nulo, vale decir sea alterna pura y de la forma de onda queramos, y sea de voltaje, en ese caso su estructura armónica será del tipo:

V(t) = a1 *Sen( w*t ) + b1 *Cos( w*t ) + a2 *Sen( 2*w*t ) + b2 *Cos( 2*w*t ) + a3 *Sen( 3*w*t ) + b3 *Cos( 3*w*t ) +... ak *Sen( k*w*t ) + bk *Cos( k*w*t )


Siendo w = 2 * pi * f

f la frecuencia fundamental de la señal

Los valores de los coeficientes ak y bk los calcularemos más adelante, por el momento solo basta saber representan las componentes de cada armónico y que la amplitud máxima del armónico k será dada por:

ck = ( ak^2 + bk^2) ^(1/2)

Elevemos al cuadrado esta señal, según el álgebra, será el cuadrado de un polinomio que es la suma de los cuadrados de todos sus términos y la suma del doble del producto de las combinaciones binarias de sus términos, nos queda:

V(t)^2 = a1^2 *Sen^2( w*t ) + b1^2 *Cos^2( w*t ) + a2^2 *Sen^2( 2*w*t ) + b2^2 *Cos^2( 2*w*t ) + a3 ^2*Sen^2( 3*w*t ) + b3^2 *Cos^2( 3*w*t ) +... ak^2 *Sen^2( k*w*t ) + bk^2 *Cos^2( k*w*t ) + 2*( a1 * b1 * Sen(w*t) *Cos(w*t) + a1 * a2 * Sen(w*t) * Sen( 2*w*t) + ....... )

Si calculamos el valor medio de V(t)^2 que por lo definido antes sería el cuadrado del valor eficaz o rms de V(t) tendremos que todos los términos al cuadrado tendrán valor de 1/2 y los términos dentro del paréntesis multiplicado por 2 tendrán valor medio nulo, nos queda:




Multiplicando ambos miembros por T y dejando todo en función del valor efectivo, nos queda:




Expresión válida no solo para un período sino cualquier tiempo T sea múltiplo del período

Tenemos a la izquierda la energía entrega la señal en directo a la carga resistiva y a la derecha la energía entregan los armónicos a la misma carga resistiva y se concluye inmediatamente que la suma de todas las energías de los infinitos armónicos es igual a la energía entregada por la señal directa sin descomponerla o filtrarla, vale decir, que la ganancia máxima esperable según Parseval es 1 y que no puede haber amplificación

¿ Quiere decir esto que es imposible sacar energía extra de los armónicos de una señal?, pues este es el argumento de quienes no están dispuestos a experimentar o ir más allá sino que son frenados por una ley muy mal aplicada, veamos por qué

Si miramos bien la ecuación, vemos una suma de energías o potencias , pero, advertimos que cada voltaje al cuadrado de cada armónico queda aplicado sobre no una única resistencia sino n resistencias todas iguales e independientes conectadas a cada armónico, o sea, es como si alguien hubiese prefiltrado la señal y luego a la salida de cada uno de los n filtros pone una resistencia de valor R, o sea, se nos está diciendo otra cosa muy diferente al objetivo planteamos, que si ponemos infinitas resistencias, todas iguales por cada armónico el resultado es la energía de la señal total en una sola de esas resistencias, pero, en la práctica no queremos eso, queremos aplicar todos los armónicos sobre la única carga, por ejemplo conectando los armónicos en serie previa rectificación que es algo muy diferente.

Para entender mejor esto consideremos que tenemos n baterías de voltaje V, todas iguales y de resistencia interna despreciable en comparación a la carga resistiva R, si conectamos cada batería por separado y al mismo tiempo a una resistencia R, vale decir, ocupamos n resistencias la potencia total sacada de las baterías será:

P1 = n * V^2 / R


Ahora si ponemos todas las batería en serie conectadas solo a una resistencia la potencia será:


P2 = n^2 * V^2 / R


Claramente hay una mejora grande en el rendimiento:

P2 = n * P1


Notar que tendríamos el mismo resultado si las ponemos en paralelo

Parseval nos lleva a P1, pero lo que queremos hacer es P2, por lo tanto, ese teorema solo es un caso muy especial de una situación no usaremos nunca y en ese caso vamos a demostrar ahora que sí tendremos amplificación de potencia y energía siguiendo por ejemplo, la conexión serie de los armónicos previa rectificación y filtrado

La forma del teorema de Parseval hemos deducido acá es muy básica, la expresión formal relaciona tiempo y frecuencia y demuestra que la suma en el dominio del tiempo de los cuadrados de las amplitudes es la misma que la suma de los cuadrados de la transformada de Fourier en el dominio de la frecuencia, pero es al final una suma de cuadrados, no el cuadrado de la suma, que es lo que vamos a desarrollar ahora


Consideremos para la demostración el siguiente pulso cuadrado:



El que puede ser generado desde una red eléctrica de 220 VAC, 50 Hz previa rectificación, por ello pongo una amplitud de unos 310 V del pulso, que también podría generarse desde una batería y un oscilador entregue a la salida ese voltaje. El ciclo de trabajo de 1/16 es totalmente arbitrario, me doy ese valor solo para mostrar un efecto, mientras más pequeño dicho ciclo mejor para potenciar el contenido armónico del pulso

Para simplificar los cálculos vamos a considerar una carga resistiva de 1 Ohm y que las resistencia interna del generador del pulso es despreciable, y la frecuencia será la que se desee, solo interesa saber tenemos un período T

Vamos a calcular los componentes armónicos de esta señal, que si bien tiene valor medio no nulo y no es alterna, los filtros de armónicos nunca dejarán pasar dicha componente, para ello consideremos la señal descompuesta como sigue:




Siendo w0 = 2 * pi * f

f la frecuencia fundamental del pulso


a0 el valor medio, ak y bk los coeficientes permiten calcular la amplitud máxima del armónico k es ck como antes lo definimos

Calculemos ao, el valor medio de esta señal de voltaje, tenemos:




Notar que a pesar de tener 310 Volts de amplitud, el valor promedio es de solo unos 19 Volts a causa del pequeño ciclo de trabajo y mientras más pequeño dicho ciclo, menor valor medio

Los coeficientes ak y bk que determinan las amplitudes de los armónicos que sí nos interesan se calculan por las fórmulas:



Las que aplicadas a este pulso específico se reducen a:





Evaluemos la amplitud del primer armónico para k=1, tenemos:

a1 = 7.51 Volts

b1 = 31.76 Volts

Eso nos da una amplitud total de:

c1 = 38.5 Volts

Este es el voltaje que debería medirse a la salida del primer filtro, es un valor peak de la sinusoidal, no rms

Evaluando hasta el quinto armónico tenemos para k = 2,3,4,5

c2 = 37.76 Volts

c3 = 36.54 Volts

c4 = 34.89 Volts

c5 = 32.82 Volts


Como se puede ver los primeros armónicos tienen amplitudes casi iguales, difieren en poco y es gracias al reducido ciclo de trabajo, el lector podrá comprobar eso repitiendo los cálculos con ciclos menores de trabajo

Ahora viene lo bueno, vamos a comprobar si tenemos amplificación de potencia con los 5 armónicos, primero calculemos la potencia entrega la señal en directo al resistor de 1 Ohm, tenemos:



Que es alrededor de 6 KW, potencia necesaria y extraída de alguna parte ya sea de baterías o la red o cualquier otro sistema arranque el equipo.

Ahora si sumamos los voltajes de los 5 armónicos que sería en el fondo prefiltrar cada armónico, rectificarlo y luego conectar todos los rectificadores en serie, tenemos:



Y tenemos entonces una potencia total en la resistencia de 1 Ohm de:


P = (180.507)^2 / 1 = 32582.77 watts

Que nos da una ganancia de potencia de 5.425 y un exceso de potencia extra de aprox 26 KW lo que permite al sistema funcionar autoalimentado una vez arrancado

Pero, si sumamos más armónicos, digamos no 5, sino 10 o los 15 o 16 la ganancia se eleva mucho más, de hecho, si consideramos las infinitas armónicas la potencia se salida sería infinita y la ganancia infinita, por lo que solo miremos la siguiente tabla resume un poco todos los cálculos



Si bien los valores de potencia de entrada y salida dependen de la carga que en este caso nos dimos de 1 Ohm, los valores de ganancia y voltajes son siempre los mismos, independiente de la carga nos demos, y los valores de voltaje y ganancia podrán incrementarse más aún si se usa otra forma de onda de voltaje mayor y un ciclo de trabajo menor

Cada armónica representa un filtro, por ejemplo, la primera armónica o fundamental a la frecuencia de 7 Hz o 7 KHz deberá tener a la salida del filtro un voltaje alterno de amplitud máxima de 38.5 V máximos que para saber el valor rms debemos dividir por 1.414 que nos da unos 27 VAC, por lo que estos valores y cálculos nos ayudan a saber si nuestros filtros están bien sintonizados o no

Se puede ver también que en la armónica 11 se lleva sumado un voltaje total continuo de 318 Volts, eso llevado a alterna es unos 225 VAC lo que permitiría hacer un inversor solo con transistores y un circuito integrado generador de sinusoidal, un inversor entregue a la salida de este sistema los 220 VAC a 50 Hz


Comprobamos entonces que no la suma de los cuadrados de los voltajes como lo dice Parseval, sino el cuadrado de la suma, es lo que permite sacar la energía extra infinita almacenado en los armónicos de la señal y podemos concluir que la ganancia de potencia y energía del sistema es aproximadamente:

COP = N

Siendo N el número de armónicos

Todo depende de la señal, hay señales que tienen todos sus armónicos iguales o que se incrementan expotencialmente, sin embargo, la más básica de todas y que permite su implementación práctica en una central generadora es la señal cuadrada fácil de arrancar la central solo con baterías, para luego sacarlas de servicio, solo se van a nacesitsr cuando se necesite detener la central por alguna razón especial

Terminada la demostración, para armar este sistema recomiendo:


* Usar un chip de alta precisión para la frecuencia de oscilación, absolutamente descartado usar un LM555 para generar el pulso por su inestabilidad en frecuencia, pues una pequeña inestabilidad puede sacar fuera de sintonía los filtros y generar problemas en la carga, yo he usado en mis comprobaciones el CD4060 a base de cristal, genera pulsos cuadrados al 50% del ciclo de trabajo por sus divisores de salida con frecuencias a elección, o cualquier otro oscilador a cristal genere una onda cuadrada

* Hay muchos circuitos para cambiar a gusto el ciclo de trabajo de la onda cuadrada viene del oscilador estable


* El tamaño de los filtros y del equipo dependerán principalmente de la frecuencia fundamental elegida, mientras mayor la frecuencia más pequeño y potente será el equipo, los filtros serán pasa banda

* Conviene diseñar los filtros de modo que puedan ser ajustados con la carga conectada, por ejemplo poner un núcleo ajustable a las bobinas de los filtros, de ese modo la ganancia máxima quedaría ajustada e incluso si está bien diseñado lograr que aunque la carga sea variable mantener estable la sintonía de los filtros

* Comprobar la calidad de diseño de los filtros usando osciloscopio verificando el armónico obtenido sea una sinusoidal con poca distorsión y de la amplitud esperada o calculada.

Hay mucho más que comentar de este método, de hecho hay un par de errores matemáticos llevan ya 250 años que comentaré después le puede ser útil a aquellos quieran profundizar más en una demostración de mayor nivel académico

El equipo bien diseñado es al final una pequeña cajita puede generar muchos kilowatts y es probable que en el pasado gente como Tesla o Moray hayan hecho esto, en especial Moray pues su cajita debía ser resintonizada cuando ponía cargas no resistivas puras como motores

Es sin duda la máxima expresión en generación de energía un sistema de este tipo pues convertimos tiempo directamente en energía, es una copia a gran escala de cómo funciona un átomo, un circuito totalmente estático y compacto, si bien los métodos son dos en esencia, hay perfeccionamientos se pueden hacer pueden ser mucho mayores, otros métodos, otros circuitos, por ejemplo, en vez de filtros usar cristales directamente y en vez de electricidad procesar la luz directamente para por medio de los cristales tener la electricidad. Todas las máquinas de energia libre giran en torno al mismo principio básico, no son los imanes, ni la gravedad, ni la energía radiante, sino el tiempo el combustible de todas

La receta y la preparación ya están dados, falta cocinar, poner la mesa y servir, tarea de los entusiastas armadores que espero guiar acá, si bien el método 1 aún no lo arman he puesto el método 2 para que los que lo encuentren más adecuado sigan por ese camino.


Saludos afectuosos a todos

Hola Ciencia:
Buen artículo.
Me parece que la potencia de la señal en directa es: P= [(310/16)*(310/16)]/1= 375,19 W y no 6006 W.
Un saludo cordial
Prodías dibujar un circuito de un filtro pasabanda simple?

Hola Lobo, gracias por los saludos, el artículo sin duda es único porque tampoco lo ves ni nada que se le parezca en los foros en inglés de energía libre, es muy probable que parte de las patentes no conocidas de Tesla y confizcadas por USA haya sido orientada a este tema, pues se sabe Nikola Tesla estaba haciendo muchos experimentos con pulsos cortos de alto voltaje y sus máquinas especiales es muy probable hayan trabajado con estos principios

Veamos, podemos graficar la potencia en el tiempo P(t), eso nos da:


310^2 /1 watts , si t es menor que T/16

0 watts , si t está entre T/16 y T

Por lo tanto el valor medio de la señal es el área bajo P(t) dividido por el período, tenemos:

1/T * (310^2 / 1 * T/16 + 0 * 15/16* T ) = 310^2 /1 * 1/16


Sucede que la señal al ser cuadrada, si le fraccionamos un área al voltaje, la misma área se fraccionará en la energía, es solo aplicar la definición de valor medio, dicho de otro modo se eleva al cuadrado la amplitud, no el tiempo

Hay muchos tipos de filtro pasabanda, pero acá necesitamos sea un filtro pasivo con las menores pérdidas posibles, eso significa solo capacitores y bobinas, los capacitores de buena calidad sin fugas y bobinas de alambre de grosor adecuado según la potencia a manejar con la menor resistencia posible, hay muchos tipos, yo recomiendo a los que recién se inician usar una combinación de filtro pasabajos y pasa altos y el más simple es poner en serie un capacitor con un inductor, de esa forma dejamos la impedancia a mínimo al armónico deseado y que suba drásticamente su impedancia con el armónico siguiente o anterior, eso sí, es conveniente ponerle a la bobina un núcleo ajustable para resintonizar al momento de conectar la carga. Dibujar un capacitor en serie con una bobina es algo está de más

El tema de los filtros está ampliamente desarrollado en mucha literatura tradicional y hay muchas formas de armarlos y diseñarlos, la idea de comentar acá es lo especial, lo que no se ve en otras partes.

Hay mucho más que comentar, pero lo iré haciendo en la medida vayan desarrollando cosas o comentando estos temas


Saludos afectuosos

Hola Ciencia.

Mi cálculo se basa en que determino el valor medio de la tensión del pulso cuadrado, es decir: (310*1)/16 y luego con este valor, calculo la potencia sobre la resistencia.



Volviendo a tu artículo creo entender lo siguiente:

Se debe generar una onda compuesta con muchos armónicos (si tienen amplitudes similares, mejor), por ejemplo un pulso cuadrado. Luego filtro un número determinado de armónicos en forma individual, a cada uno los rectifico y luego sumo las tensiones rectificas en serie y las aplico sobre una carga. En definitiva con el sistema incremento la tensión total V (suma de las tensiones rectificadas).



Ahora, si por ejemplo la carga es una resistencia, como sabemos la potencia es P=V*I, entonces ¿de donde sale la corriente I?¿donde se genera?¿que fuente la aporta?¿que valor relativo tendría en la rectificación de cada armónico?



Un saludo cordial

Saludos lobo

Sucede que si el voltaje tiene forma de onda cuadrada, su cuadrado, que es la misma forma de onda para la potencia seguirá siendo una forma de onda cuadrada y por lo tanto el efecto del ciclo de trabajo en el valor medio será exactamente el mismo, pero, como todas las cosas, lo puedes comprobar experimentalmente, no es necesario quedarse en los cálculos.

Has entendido bien el proceso,el pulso cuadrado tiene la gran ventaja de ser fácil su generación, cualquier central generadora con baterías y un sistema de switcheo de estado sólido lo logran, otras formas de onda más potenciales en armónicos pueden tener el problema de no ser fácil su generación

La corriente es solo un efecto colateral de la potencia amplificada, esa corriente extra sale de los armónicos que son infinitos y sumarían infinito voltaje, hay que recordar que los electrones no hacen al voltaje, sino al revés, el ejemplo de las baterías en serie lo aclara mejor, cada batería por sí sola aporta una corriente, pero al ponerlas en serie multiplica n veces el voltaje y n veces la corriente pues son generadores en serie, cada armónico es un generador de corriente y voltaje

Muchas preguntas quedan en claro con el armado y experimentación

Saludos

Un saludo a todos.
Gracias ciencia por las exlicaciones, yo por mi parte lo fabricaria y esa seria la verdadera forma de ver que funciona y tener una base. Por que es la unica manera de llegar alguna parte. Ya que la teoria es teoria y lo que queremos es ver alguna bombilla encendida(que es lo que mas ilusion hace, somos como crios).
Pero me tengo que conformar que otros vallan por delante, no tengo la capacidad tecnica de innovar o crear. Aunque si viera algo terminado, bueno podria ver si me meto al tema.
Todos los sistemas son sumamente interesantes y me estoy centrando en otras latitudes mas acordes y de mayor cercania a mi.

Pero lo que digo con tanta parrafada es que lo quiero ver, alguien se anima, seria esto un sistema libre de energia. Aver si podemos salir de dudas y llegar.

Un atento saludo

Hola JM

Gracias por tus letras y ánimos de comprometerte en un armado, esa es la idea que entre todos o muchos hagamos una buena ciencia, que si bien es cierto lo que comentas, que con solo cálculos y fórmulas no nos podemos quedar, porque el método científico exige evidencia experimental y una consistencia entre lo calculado y lo medido es siempre necesario ambas cosas, teoría y práctica vayan juntos, en especial, si quieres te tomen en serio o en cuenta en cualquier tipo de proyecto, el que arma cosas sin saber cómo funcionan pero solo le interesan que funcionen no solo está condenado a vivir en un mundo ineficiente o quizás nunca ver algo bien hecho sino que hace ver lo que arma a los demás como un acto de ilusionismo, eso es para los que dan palos de ciego y tienen la suerte de ver funcionando su proyecto, pero a la mayoría que siguen ese camino no les resulta nada y terminan en un taller lleno de chatarra y proyectos inconclusos que o no funcionaron o que podrían funcionar pero que perdieron la paciencia pues justamente no sabían lo que armaban, solo se dedicaron a mirar vídeos y tratar de replicar lo que vieron allí sin la más mínima idea de cómo puede funcionar todo y qué metodología seguir

Las teorías no son lo que mucha gente cree, una forma abstracta de lo que uno cree son las cosas, una teoría bien hecha no solo debe explicar lo que uno supone o cree sino que al mismo tiempo debe explicar lo que uno ya sabe cómo funciona, la teoría debe reducirse a las teorías explican lo que ya conocemos, eso es una teoría sólida y consistente, sin teoría no sabes si lo que armaste no funciono porque lo armaste mal o bien si realmente la teoría es falsa, en este caso por ejemplo si el voltímetro marca 50 V y la teoría dice que cierto armónico debía tener 38V de amplitud es que algún error hay y te obliga a revisar tu circuito, y si la teoría es correcta es que te equivocaste en el valor de algún componente o algo está mal conectado, la teoría te va guiando, pero el que no tiene eso nunca da por lo general en su error

Lo que yo he expuesto gira en torno a una ecuación ya muy comprobada en todos los laboratorios: E = h * f, lo que hemos hecho acá es ver que sus consecuencias y efecto colateral para con la electricidad es muy grande y que si en la teoría tradicional no hay nada apoye esa idea es que siempre hubo o un error o un mal uso o un no entender de las teorías ya conocidas, el mal uso por ejemplo del teorema de Parseval ha sido un freno notable porque tiene que haber confirmación de dicha ecuación cuántica en los cuantos de electricidad en circuitos comunes.

Saludos afectuosos

Hola a todos.
Ciencia:
Me gustaría ver un video de algún circuito que seguramente armaste y que muestre los resultados que obtuviste sobre este tema.
Un saludo cordial

Hola Lobo

Pues hagamos ese vídeo, ya tienes lo que debe suceder anticipado en cálculos, necesitamos a otra persona arme un circuito, otra persona lo filme y finalmente otra persona mida los resultados, con eso hacemos algo muy bueno, todos aprenden y hacen su esfuerzo para lograr lo que a ellos les interese, es un tema de objetivos, mi objetivo es que todos aprendan, no servirles todo en bandeja, que cada interesado haga lo que quiere hacer y no otros hagan el trabajo por ellos, se ve mucho eso en los foros, gente espera otros hagan las cosas y esa no es la idea, aprovechemonos de nosotros mismos, no de otros, y sería muy bueno que personas separadas miles de km logren los mismos resultados confirmen lo que los cálculos dicen

Solo la mala ciencia y el ilusionismo se nutre de vídeos, si fuera un vídeo la prueba definitiva de algo de carácter científico, gente como la que trabaja en el SETI hace ya años habría tomado en serio los vídeos de youtube de tantos ovnis y ET se ven allí, pero como eso no prueba nada, siguen haciendole la vista gorda, prefieren el camino difícil, de buscar allá afuera y no esperar que los ET se les presenten en un vídeo, cualquiera puede trucar cualquier cosa en un vídeo, diferente es mostrar algo sea respaldado por un razonamiento y que las mediciones de los visto en ese vídeo coincida con lo razonable.

Saludos afectuosos

Un saludo a todos,

Gracias ciencia.
Referente a lo de hacer el sistema, hay que tener en cuenta que somos pocos por aqui, si nos damos una vuelta vemos que con los dedos de la mano ya somos todos los que estamos y estamos todos los que somos practicamente. Con esto quiero decir que porder hacerse se puede, pero siendo tan pocos y ademas aun menos los capacitados de desarrollar ese circuito electronico, pues es dificil el llegar donde propones, que por otra parte es algo que comparto y como habras visto las intentonas por aqui es algo que de alguna manera añoramos todos. Ojala podamos ponernos de acuerdo y trabajar en equipo y llegar a las metas.
Yo hablando ayer con otro forero, deciamos, que necesitamos ilusion. Necesitamos ver un camino, confiar en que vamos en la direccion correcta y realmente ver que llegaremos.
Yo digo que hemos llegado a conclusiones, que hemos descartado mucho y visto muchas farsas que no nublaran ya nuestra cabeza y hemos ido quitando el grano de la paja. Pero esa labor tediosa ha hecho que nos astiemos y cansemos.
Creo que hemos hecho mucho , pero no somos conscientes, y que el foro va bien y esta llegando a conclusiones. Por eso debemos verlo asi y no ver el vaso medio vacio, ya que lo que tiene el vaso lo pusimos nosotros y queda mucho menos para llegar.
Si los proyectos son de sistemas como este, que a mi entender y no son de gran costo economico y solo mas bien trabajo que hace entender y aprender, se debe ir adelante con ellos y ver realmente si es que si, o que no.
Solo asi podremos pasar en caso de no ser a la escala siguiente, crecer y avanzar.

Asi pues animo otra vez a seguir esta linea de trabajo que me parece muy interesante y logico de determinar.

Un atento saludo a todos

Saludos lobo y jmlbjm

Comparto jm tu idea de que no solo la ilusión sino el soñar son un combustible en la maquinaria creativa permite lograr resultados, sin embargo la gente que trabaja en energía libre casi siempre está enfrentando muchas dificultades, es un terreno muy árido y por lo general solo potenciales inversionistas te van a ayudar siempre y cuando tengas algo para convencer, sin embargo los terrenos de la racionalidad exigen algo más que ilusión y sueños sino una certeza clara de lo que se va a hacer y cómo se va a hacer y por qué, pero ya empiezas con algo es animarte a armar un circuito, debes decidirte primero por la frecuencia de trabajo compatible con los componentes tengas a mano y ciertos conocimientos y experiencia en el diseño de osciladores y filtros

El foro es nuevo y la gente que participa en forma estable poca, eso es muy bueno, porque son todos pioneros en un sistema de colaboración puede ser mucho mayor a futuro y un punto de referencia para futuras personas en nuevas ciencias que hoy se abren a todos, eso significa que no solo hay que tener paciencia o esperar se arme algo y pasen meses o incluso años sino ir aprendiendo y logrando una madurez conforme a los objetivos muchos se proponen, cada uno de nosotros anda tras un fin, la mía es muy clara, hacer cultura y si se hace o arma algo que otros que no sea yo lo logren y armen acá, así garantizamos no solo transparencia sino se logre el fin de haber aportado de verdad

Lobo, hay un refrán se aplica muy bien a lo que comentamos:

"Mejor que regalar un pescado es regalar una caña de pescar y enseñar a pescar"

Sea lo que sea queramos probar, un vídeo o una teoría es irremediable armar algo y eso lo tenemos que hacer entre todos, mi experiencia se va a poner a prueba cuando necesiten mi guía en lo que estén armando, midiendo o filmando

Probar si un vídeo es falso es muy sencillo, hay herramientas de análisis permiten saber rápidamente si un vídeo ha sido editado, de hecho la NASA tiene un software piden prestado el arriendo del muchas instituciones para descubrir trucos en vídeos, pero como mucha gente no quiere pagar por eso se dan la respuesta ellos mismos quieren. En cambio la prueba de una teoría es más barata, primero se necesitan conocimientos para descubrir si la teoría no es consistente o no es capaz de explicar fenómenos comunes y después de eso pasamos a las pruebas experimentales y mediciones confirmen lo calculado, es obligatorio armar algo.

Ya está jmlbjm que quiere animarse a armar algo, ya hay algo objetivo, los errores y la experiencia saldrán solos a medida que se vaya haciendo algo, así se aprende mucho mejor


Saludos afectuosos

Muy interesante ciencia este tema, me ha picado la curiosidad.
He pensado montarlo con menos tension, 24v para poner un ejemplo. Asi lo montamos mas rapido, lo puedo analizar con el osciloscopio que tengo y los componentes seran mas baratos y faciles de encontrar.

Bueno segun tus calculos, si substituimos la tension de pulso por 24V tenemos:

Valor medio de la senyal --> 24/16=1.5V

Despues resolvemos las integrales para encontrar las tensiones de pico de los 5 primeros armonicos que son:

Para k=1 c1=3.5v
para k=2 c2=3.8v
para k=3 c3=3.9v
para k=4 c4=3.8v
para k=5 c5=3.5v

la tension total en la resistencia de 1ohm seria:
v=3.5+3.8+3.9+3.8+3.5=18.5v

potencia en la resistencia con los armonicos =18.5^2/1=342.25Watios
potencia en la resistencia solo con el pulso= 24^2/16=36Watios

Una pregunta: No acabo de ver lo de los voltages de los armonicos en serie, ya que utilizas para calcular la potencia la tension de pico que tienen, supongo que en realidad sera un poco menos no?

Mañana calculare lo de los filtros y a ver si el finde empiezo a montarlo.

Gracias ciencia por inspirarme ;-)

UN saludo a todos.
Hola eimx2f, yo no dispongo de conocimiento para poder calcular el proyecto o crearlo pero si haces un circuito y y pones un plano con componentes y claro, con explicaciones tal vez podria recrearlo y asi contrastar.
Hacer estos dos filtros significa que tendremos resultados para ver si es posible y hay ganancia inmediatos?

Un saludo a todos

Saludos eimx2f

Tus cálculos en teoría están bien, pero en la práctica no es recomendable trabajar con tan bajo voltaje y tampoco suponer vas a poder poner una carga resistiva de 1 ohm

Piensa que ya en el filtrado podemos tener una caída de tensión por la resistencia del alambre de las bobinas, si las corrientes son importantes, digamos, más de 10A o incluso, solo 1A podemos tener como mínimo una caída de voltaje de 1V, luego del filtrado pasamos a la etapa de rectificación, como es recomendable rectificar en onda completa con un puente vamos a tener siempre 2 diodos funcionando que aparte de aportar ya con una resistencia serie extra va a significar una caída de voltaje de unos 2V, así que para empezar ya tienes que ir pensando que a cada armónico como mínimo con carga conectada el voltaje se va a caer en unos 3V que en realidad será un poco más porque la regulación de tu fuente continua algo va a bajar por la caída de tensión en su resistencia interna. O sea, lo que te quiero indicar es que el voltaje de salida de cada armónico tiene que ser un valor tal que perder 3V o un poco más sea despreciable para el valor de voltaje del armónico sale del filtro, y si por ejemplo esa caída de voltaje hace que el armónico pierda la mitad de su voltaje original tenemos perdida la mitad de la potencia y eso afecta fuertemente al rendimiento y en vez de tener ganancia de potencia todo puede ser al revés.

Por otro lado, en los cálculos puse una resistencia de 1 ohm para simplificar y eso bajo la condición de que la resistencia interna de la fuente continua alimenta todo sea mucho menor que 1 ohm, por ejemplo, 0.1 Ohm para que la podamos despreciar, o sea, si eran 310 V, esa fuente en cortocircuito tiene que ser capaz de entregar 3100 Amperes y una potencia de cortocircuito de más de 90 KW que no creo sea la capacidad de tu fuente de 24V, por lo tanto, la carga resistiva que tiene sentido poner es aquella cuyo valor sea mucho mayor que la resistencia interna de tu fuente energiza el oscilador, por ejemplo si tiene 10 ohms de resistencia interna, una carga adecuada sería de 100 ohms, si no sabes medir la resistencia interna de tu fuente te puedo indicar cómo

No tiene mucho costo hacer una fuente de 310V y de baja resistencia interna, es solo conectar a tu red eléctrica un rectificador o puente de diodos con filtro capacitivo y usar para el oscilador un transistor de potencia soporte unos 400V y una corriente adecuada a la potencia de entrada vas a usar

Por lo tanto en tu caso los cálculos y la realidad andarían muy diferentes si usas solo 24V y una carga resistiva de 1 ohm, aunque la teoría dice que si procesas infinitos armónicos igual tienes ganancia infinita, pero acá solo estamos pensando en 5 a modo de ejemplo, ciertamente para lograr las mismas ganancias que los cálculos tendrías que procesar muchos más

Sí, las amplitudes máximas de las sinusoidales en los cálculos se suman porque se supone que al rectificar tenemos esos valores continuos, pero como bien escribes, eso es cálculo idealizado, en la realidad esa amplitud se va a bajar aproximadamente unos 2 Volts a la salida del rectificador por la caída de tensión en los diodos del puente rectificador

Es por eso que Tesla se interesaba en los pulsos de alto voltaje pues los primeros armónicos ya aportaban mucho en la ganancia

El cálculo de los filtros es totalmente independiente de lo anterior, si es solo un capacitor en serie con una bobina interesa que a la frecuencia del armónico se desea dejar pasar tengamos una impedancia baja, digamos 1 ohm y que a los armónicos cercanos, anterior o siguiente la impedancia sea muy alta y no pasen, digamos 1000 ohms

JM con solo 2 filtros no hay ganancia, si miras la tabla de los cálculos solo a partir del tercer armónico ya hay sobreunidad

Te recomiendo para ir pensando en armar un circuito estudies el chip CD4060 oscilando con un cristal por ejemplo de 455 KHz que abundan en el mercado, ese chip es un oscilador y divisor al mismo tiempo te permite sacar submúltiplos de 2 de esa frecuencia, genera en cada una de sus salidas ondas del tipo cuadrada a aprox un 50% del ciclo de trabajo


Saludos afectuosos

Cuelgo una foto de lo que creo que ha de ser el rectificador i los filtros, si voy por mal camino no dudeis en coregirme, que estoy un poco verde en el tema de alta potencia.

Rectificador:


Link: https://2img.net/r/ihimizer/img541/4502/rectificador.jpg

Filtro:


Link: https://2img.net/r/ihimizer/img375/426/filtron.jpg

Bueno ahora van unas preguntas:
En la parte del rectificador, qual es la frequencia mas optima para trabajar?
10khz o 1Mhz

En la parte de los filtros lo que me esta costando mas es encontrar las bobinas variables, si alguien sabe donde comprar-las, agradeceria me echara un cable.

La formula para calcular los filtros es:
frequencia= 1/(2Pi*sqrt(L*C))
Para que tengan poco ancho de banda y solo pase en armonico deseado entiendo entonces que el factor Q tiene que ser elevado. Para conseguirlo lo megor es poner Inductancias grandes y capacitancias pequeñas. no?


Otra cosa, los condensadores del filtro ceramicos van bien? o han de ser de otro tipo?

Por ultimo, en la parte del rectificador que carga me aconsejais, queria poner alguna l'ampara pero su impedancia sera muy baja no?

Pues felicitaciones eimc2f

Vas bastante bien, solo algunos reparos, primero que nada no es necesario poner esa resistencia de 100 ohms en serie con el transistor de potencia, si bien es cierto puede cumplir la función de limitar la corriente en caso de una falla, representa pérdidas y una limitación en la capacidad de entrega de potencia del oscilador de potencia, la corriente queda fijada por la ganancia del transistor o su transconductancia, si quieres evitar una falla basta pongas un fusible normal o una protección electrónica de corriente.

De las dos frecuencias has citado viene bien para una versión inicial de bajo costo 10 KHz, nada evita lo hagas a 1 MHz o frecuencias mayores, pero esos transistores de potencia ya son costosos y si lo quemas por una mala maniobra no es muy agradable para la economía de muchos.

Me parece que me expresé mal antes, no es necesario uses bobinas variables, tal vez sirvan para mayor comodidad en el ajuste del filtro, pero no son necesarias, basta bobinar adecuadamente hasta lograr la inductancia necesitas, tampoco es necesario pensar en bobinas de núcleo ajustable pues eso agrega otros cuidados como es evitar saturación u otros problemas, para los valores de inductancia vas a trabajar una carrete plástico bobinado con el alambre del grosor adecuado bastaría, pero nada evita si quieres mayor exactitud y simplicidad en la sintonía poner núcleos ajustables, y si tienes un instrumento medidor de inductancia mucho mejor o bien la calculas

Tampoco es necesario que la resonancia esté justo en la frecuencia del armónico se desea dejar pasar, la idea es que la impedancia de paso sea baja, se supone que es cero si el capacitor y la bobina son ideales, pero como la bobina tendrá una determinada resistencia esa será la mínima impedancia, mirando los valores pusiste de inductancia y capacidad la sintonía está en 1 MHz aprox, en realidad resuena a 1023086 Hz, la impedancia al armónico real, digamos el primero será

Z = ( w * L - 1/(w*c) )

Esto es la magnitud, tenemos

Z = 2 * pi * 10^6 * 2.2*10^(-3) - 1 / ( 2*pi* 10^6 * 11*10^(-12) )

Z = 645 Ohms

Claramente, con esos valores de capacidad e inductancia para el primer armónico a 1 MHz tenemos esa impedancia que es bastante elevada, pero ese no es problema porque sintonizas la bobina hasta que la impedancia sea menor, pues recuerda que la resistencia de la bobina se va a sumar a esta impedancia y valores razonables de impedancia de paso si queremos muchos kilowatts a la salida es de menos de 10 ohms

Por otro lado, no encontramos en el mercado capacitores normalizados de 11 pf a menos que fabriques uno, o pongas uno de 10 pf en paralelo con uno de 1 pf, pero, supongamos que sintonizas con esos 11 pf un valor adecuado de inductancia , supongamos que la corriente en la carga es de 10 A efectivos, tendríamos un voltaje en el capacitor de:

V = i /(w * C ) = 144686 Volts

Que sería el mismo voltaje en la resonancia de sintonía para la bobina

Es muy difícil encontrar capacitores de 10 pf o 11 pf en el mercado soporten tan alto voltaje, y si los hay no son baratos, a menos que tú mismo los hagas o los mandes a hacer, hacerlos no es difícil, basta 2 placas de cobre con algún dieléctrico entre ellas como vidrio o pilietileno separadas a la distancia adecuada

Pero si trabajas a 10 KHz ese voltaje te va a bajar, todo depende de cómo diseñes, la impedancia que más te convenga a la frecuencia más te convenga.

El factor Q tan elevado no tiene que ser, puedes plantear las ecuaciones para tener a la frecuencia de paso la impedancia necesitas y para el armónico que le siga una impedancia suficientemente alta para que no pase, si no pasa el armónico n+1, tampoco va a pasar el n-1, por ejemplo, programas 1 ohm de impedancia para el armónico n que pase y 1000 ohms para el n + 1, eso genera 2 ecuaciones con 2 incógnitas va a permitir encontrar L y C y de paso le pides al programa o ecuación te entregue el voltaje va a aparecer en el capacitor a la corriente pretendes energizar tu carga

Había comentado que podría resintonarse el filtro si la carga cambia y no es así, incluso si la carga no es resistiva los filtros siguen trabajando porque es un tema de impedancias

La impedancia de una lámpara a 220 V no es muy baja, por ejemplo una de 100 watts

R = V^2 / P = 220^2 / 100 = 484 ohms

Eso no es bajo, si bien es cierto en frío la resistencia de la lámpara es 10 veces menor, al calentarse sube a ese valor, así que tendrías que pensar el diseño como si tu resistencia fuese 10 veces menor para que arranque bien, una lampara de 220 VAC brilla lo mismo si la sometes a 220 V continuos, para empezar es bueno uses una lámpara porque es fácil medir y saber si tienes la potencia se necesita, incluso puedes empezar con lámparas de menos potencia para ir calibrando de a poco los filtros u otras partes del sistema, la idea es que las pérdidas no sumen watts comparables a la potencia en la carga, si tienes una lámpara de 100 watts no viene bien un equipo tenga 50 watts en pérdidas, la idea es que no pasen de 5 watts o menos aún dichas pérdidas


Saludos afectuosos

Hola a todos.
Ciencia:
Se puede trabajar con frecuencias menores a 10 kHz?
Cual es la ventaja o desventaja?

Un saludo cordial

Sí lobo

Se puede trabajar con cualquier frecuencia, al menos acá comentamos lo que pasa a 1 MHz, se ven valores bajos de capacidad e inductancia en los filtros, a frecuencias más bajas los valores de capacidad e inductancia irán subiendo, los capacitores de filtro también irán subiendo en valor, o sea a mayor frecuencia peso y tamaño se reducen, todo depende de cuál es el fin , propósito, como al final el voltaje es continuo, si por ejemplo queremos muy grandes potencias como lo requiere una central eléctrica de muchos megawatts nos va a convenir generar alto voltaje continuo para luego pasarlo a alterno, eso nos lleva a bajas corrientes por los filtros y podemos optar por altas frecuencias sin tener voltajes altos en los filtros, pero si queremos kilowatts como para una casa o un auto eléctrico conviene la baja frecuencia dado que las corrientes por los filtros serán altas, en especial por los diodos rectificadores a la salida de cada filtro que deben soportar esas altas corrientes conviene trabajemos en baja frecuencia

Saludos

He resuelto las formulas que propusiste para encontrar los valores de las bobinas y condensadores de los filtros, aqui adjunto los datos:

Empezemos con el primer armonico que esta a 10khz. Para conseguir una impedancia de 1ohm al armonico "n" y 1000 ohms al armonico n+1 tenemos las equaciones:

1 = W*L - 1/(W*C)
1000 = 2*W*L - 1/(2*W*C)

Resolviendo el sistema de equaciones obtenemos:

L=10.605mH y C=23.92nF

Y utilizandoo la corriente que propusistes de 10A, tenemos que la tension del condensador ha de ser de 6653.33Voltios.

continuando con los siguientes armonicos tenemos:

k=2 --> L=9.54mH C=6.64nF Vcmax=11982Volts

k=3 --> L=9.08mH C=3.09nF Vcmax=17120Volts

k=4 --> L=8.83mH C=1.79nF Vcmax=22194Volts

k=5 --> L=8.67mH C=1.16nF Vcmax=27240Volts


Bueno, pues aqui estan los numeros, lo que veo dificil de encontrar son estos condensadores, se podria conseguir poniendo varios en serie para subir la tension, aunque no consigamos no hay problema, siempre podemos modificar la bobina.
Si alquien sabe donde encontrar condensadores de este tamaño.

saludos.

Muy bien los cálculos

Muchas veces no es necesario empezar a poner un consumo de potencia, yo comenté 10A de corriente por los filtros pensando en una aplicación útil como puede ser energizar un consumo de varios kilowatts, pero si empiezas con un foco de solo 100 watts que en corriente es casi unos 500 mA a 220 VAC, eso hace que los voltajes de esos capacitores bajen 20 veces

En este foro hay miembros que están armando un sistema de energía radiante y requieren de capacitores de este tipo, ponen que los van a mandar traer desde USA, pero como ya escribí, tú mismo los puedes hacer, un capacitor de placas paralelas, 2 placas de cobre con un dieléctrico sólido entre ellas como puede ser polietileno, vidrio, mica, etc,...., recuerda la fórmula de la capacidad para el capacitor de placas paralelas:

C = A * eo * er / d

A la superficie de las placas, eo la permitividad dieléctrica del vacío, er la permitividad relativa del material dieléctrico, d la separación entre placas

Incluso hasta con aire como dieléctrico pueden andar bien, si bien puedes creer el tamaño del equipo puede ser considerable no es así porque puedes apilar las placas de todos los capacitores una arriba de la otra y dejar algo compacto dentro de una caja , como los capacitores de sintonía variable de las antiguas radios de dial, solo que acá queda un pack fijo

También puedes jugar un poco más con las impedancias, 1 ohm de paso quizá sea mucho exigir y quizá con 5 ohms ande bien tu diseño, y en vez de 1000 ohms para rechazar las frecuencias no deseadas, pues 500 ohms ande bien, lo que interesa es que a la salida del filtro exista una señal sinusoidal sin mucha distorsión y cerca de la amplitud deseada o calculada

También es buena idea poner varios capacitores en serie solo que no te agrande mucho el equipo y el costo

Como la bobina recibe el mismo voltaje hay que cuidar no dañar su aislación, entre 2 espiras consecutivas se forma un capacitor cuyo dieléctrico es el esmalte o aislación del alambre, si tiene pocas vueltas por capa corremos el riesgo de perforar la aislación y poner por lo menos 2 espiras en corto como pasa en los transformadores de alta frecuencia de las fuentes conmutadas haciendo que la inductancia baje y nos saque de sintonía el filtro en este caso

Se ven capacitores de ese tipo en redes de media tensión en el mercado eléctrico correspondiente, son de papel impregnado en aceite y de buena calidad, pero, no son muy baratos y por lo general son robustos con electrodos aislados con porcelana ( Bushing )


Saludos

Hola a todos.
eimc2f:
Te dejo la siguiente página:

http://www.tme.eu/es/katalog/condensadores-ceramicos-3kv_100005/#id_category%3D100005%26

En el sector de la izquierda, hay capacitores hasta 10kV.
Un saludo cordial

Gracias loboestepario.

Voy a cojer varios de 1nF 15000volts y otras capacidades, los pondre en paralelo hasta conseguir el valor que necessito.

Lo que los veo muy pequeños, ya aguantaran los 10Amperios?
Alguien sabe decirme el diametro que necesito del cable para hacer las bobinas sabiendo que pasaran como maximo unos 10Amperios.

Entiendo que cuando construia las bobinas no he de juntar mucho el cable en cada vuelta, asi conseguire una capacidad mas alta entre espiras y evitare que salten arcos, no?

Saludos

Hola todos.
eimc2f:
Para empezar puede ser que convenga, como dijo Ciencia, trabajar con una corriente menor, por ejemplo 1A. Si consigues cerca de 220V de continua a la salida, la potencia será cercana a 220W.
Ahora, usando esa corriente de 1A, habría que estudiar: que duración debería tener el pulso cuadrado de 310V y cual es la impedancia o resistencia que ve la fuente que genera el pulso (en definitiva cual es la potencia generada), para que teóricamente haya amplificación de potencia a la salida.
¿Que opinará Ciencia?

Saludos

Hola a todos.
Analizando un poco más:
Suponiendo que filtramos 5 armónicos de un pulso cuadrado de 310V y duración 1/16 y los sumamos, luego de rectificarlos, según la tabla hecha por Ciencia, estamos cerca de los 180 V.
Si consideramos una corriente sobre una resistencia en la salida de 1A, entonces la resistencia en la salida es de 180/1= 180 ohm y la potencia en la salida es de 180*1= 180W.
Si la fuente que genera el pulso cuadrado ve, al menos una resistencia de 180 ohm, entonces la potencia generada será [(310*310)/180]*(1/16)= 33,36W.
Es decir tendríamos una amplificación de potencia según la teoría de Ciencia de 180/33,36= 5,39

Un saludo cordial