Para un experimento necesito sumar un potencial DC y AC. Mi solución a esto fue construir el siguiente circuito:
Probando este circuito encontré lo siguiente:
1. Funciona. Recupero la señal AC con un offset DC.
2. La relación de transformación fue inconsistente.
3. ¿La inconsistencia viene del offset de DC?
La configuración es:
Prueba 1:
\ $ V_ {ac} = (0.5 \ $ V \ $) \ $ Sin \ $ [2 \ pi 8 t] \ $
\ $ V_ {dc} = (5 \ $ V \ $) \ $
\ $ V_ {out} = (20.8 \ $ V \ $) \ $ Sin \ $ [2 \ pi 8 t] + (5 \ $ V \ $) \ $
\ $ \ frac {V_ {out} -V_ {dc}} {V_ {ac}} = 41.6 \ $
Prueba 2:
\ $ V_ {ac} = (1 \ $ V \ $) \ $ Sin \ $ [2 \ pi 8 t] \ $
\ $ V_ {dc} = (15 \ $ V \ $) \ $
\ $ V_ {out} = (48.8 \ $ V \ $) \ $ Sin \ $ [2 \ pi 8 t] + (15 \ $ V \ $) \ $
\ $ \ frac {V_ {out} -V_ {dc}} {V_ {ac}} = 48.8 \ $
Aproximadamente un aumento del 17%.
Repito estos experimentos en una fecha posterior y, encontré una relación de transformación de ~ 50, que es el resultado esperado. La segunda vez que corrimos, la proporción no cambió. Claramente, estoy dejando de lado algunos aspectos prácticos del uso de un transformador. Volveré a ejecutar las pruebas por tercera vez con una fuente de CA que tenga una conexión a tierra flotante para poder conectarlo a la fuente de CC.
Finalmente, noté que la relación de transformación casi se duplica a un f \ $ \ approx \ $ 810Hz y luego se cae rápidamente. Imagino que esto debe ser debido a algún efecto de inductancia / resonancia, pero no esperaba resonancia en ninguna parte. Mi fuente de CA tiene una impedancia de salida de 50Ohms.
Me encantaría escuchar sus pensamientos sobre las causas de la proporción inconsistente. Si tiene otras soluciones para agregar potenciales de CA y CC (Max. AC swing \ $ \ approx \ $ 6kV, Max f \ $ \ approx \ $ 1kHz), también me encantaría escucharlos.
Detalles sobre el experimento Estoy aplicando este potencial de AC + DC entre esferas concéntricas para crear un potencial mínimo en el espacio libre. Esto permite que una partícula cargada con una relación de carga a masa lo suficientemente baja como para levitar al aire libre. Estoy estudiando la dinámica no lineal de dicha partícula. Lo que esto significa para el circuito es que necesito producir el potencial sin carga adjunta (no se ejecuta corriente de una esfera a la siguiente). Puede encontrar más información sobre física en aquí
Detalles del transformador Estoy corriendo en la dirección hacia adelante. Es decir, espero que ~ \ $ V_ {out} = 50 V_ {in} \ $ asumiendo que las señales son sinusoidales. El material del núcleo es desconocido. La relación de giro es desconocida. El transformador está clasificado como un transformador de alimentación de baja potencia de 6kV. Cuando se enchufa directamente a la red, debe producir 6kV. No he probado esto con un tomacorriente de pared, pero no me sorprendería encontrar que en realidad solo produce aproximadamente 5,5 kV. Varios experimentos muestran la relación de transformación para situarse alrededor de 50, por lo tanto, esto es lo que estoy tomando como el valor esperado. La potencia se regula mediante el uso de dos resistencias de 10Mhm en la ruta de la corriente, en caso de cortocircuito. La prueba que describí anteriormente usó fuentes limitadas actuales en lugar de los 10MOhms.