SU115383A1 - Электростатическа машина - Google Patents

Description

Известные электростатические машины, действие которых основано на возбуждении электрических зар дов при соприкосновении электропроводного элемента с диэлектрическим элементом, содержат два диэлектрических элемента, выполненных из разных материалов (например плексигласа и тефлона) дл  получени  зар дов разных знаков.

В описываемой машине электропроводный элемент взаимодействует поочередно с указанными двум  диэлектрическими элементами, что повышает электрическую мощность машины на единицу ее веса и объема.

На фиг. 1 изображена схема генерировани  посто нного тока при возвратно-поступательном движении электропроводного элемента; на фиг. 2 - то же при враш,ательном движении электропроводного элемента; на фиг. 3 - схема генерировани  переменного тока при враш,ательном движении диэлектрических элементов.

Как видно из фиг. 1, при перемещении металлической пластинки / с одного диэлектрика 2 на другой 3 происходит накопление электрических зар дов на их поверхност х или процесс эффективного самовозбуждени  индуктора. При достижении предельной плотности зар дов на поверхност х индуктора наступает режим насыш,ени . Когда металлическа  пластинка / находитс  на положительно зар женной поверхности плексигласа 2, под действием электрического пол  в ней происходит разделение зар дов; при этом положительный «свободный зар д при соприкосновении пластинки / с контактом К стекает на одну из обкладок конденсатора С, а отрицательный «св занный зар д остаетс  на пластинке . После перемешени  пластинки / на поверхность тефлона 5, этот отрицательный зар д становитс  «свободным. Кроме того, под действием электрического пол  зар женной поверхности тефлона вновь происходит разделение зар дов в металлической пластинке, «св зываетс  часть положительных зар дов, и обш,ее количество отрицательного «свободного зар да как бы удваиваетс  (если поверхностна  плотность зар дов на диэлектриках одинакова). При соприкосновении пластинки 1 с контактом К2 отрицательный зар д стекает с нее на вторую обкладку

№ 115383

конденсатора, а положительный «св занный зар д остаетс  на ней. Таким образом, при следующем касании контакта /Ci с пластинки уже стекаетзадвоенное количество положительного зар да, по сравнению с первым случаем, т. е. осуществл етс  использование разделенных зар дов металлической пластинки обоих знаков.

Если вместо конденсатора подключить сопротивление, то при перемещении пластинки / от одного контакта к другому через него потечет посто нный по знаку и пульсирующий по величине ток. Средн   величина тока пропорциональна площади соприкосновени , частоте перемещени  металлической пластинки и плотности зар дов на поверхност х диэлектриков.

Процесс генерировани  посто нного тока можно осуществить также путем вращательного движени  электропроводного элемента (см. фиг. 2). В этом случае необходимо обеспечить вращение одной или двух металлических пластин 1 на поверхности составного диска из диэлектриков 2 и 3 и установить токосъемные контакты. Такой процесс эквивалентен генерированию посто нного тока коллекторной машиной с магнитной цепью. Роль электромагнитной возбуждающей системы здесь играет электростатический двухполюсный индуктор, а роль обмоток - металлические пластины, в которых индуктируютс  зар ды противоположных знаков. Така  машина может быть выполнена многополюсной. Дл  этого необходимо лишь изготовить диск с чередующимис  секторами из плексигласа и тефлона или других подход щих материалов, как например: ацетобутирата или триацетата целлюлозы («положительпые диэлектрики ); резины, полихлорвинила, полистирола и эбонита («отрицательные диэлектрики). Сравнительно невысокое сопротивление изол ции некоторых из них не  вл етс  преп тствием к их использованию, так как в результате непрерывного подвозбуждени  происходит компенсаци  утекающих с их поверхностей зар дов.

По схеме фиг. 3 осуществл етс  генерирование переменного тока. В отличие от схемы фиг. 2 здесь отсутствуют скольз щие выпр мл ющие контакты и подвижным элементом служит составной диск из диэлектриков 2-3 (двухполюсный индуктор). Процесс накоплени  электрических зар дов на диэлектриках протекает таким же образом. Нагрузка подключаетс  между металлическими пластинками /. При вращении индуктора через нагрузку протекает ток в обоих направлени х. Величина амплитуды переменного тока в установившемс  режиме пропорциональна плотности зар дов на диэлектрике и поверхности соприкосновени  пластин , а частота тока равна числу оборотов диска в секунду.

Конструкции описанной электростатической машины могут найти применение в переносных и стационарных установках, где необходимы высокие напр жени  при небольшом потреблении тока, в частности, в дозиметрических приборах, а также дл  нагл дной демонстрации электростатических процессов взамен используемых дл  этих целей громоздких и дорогосто щих электростатических процессов и машин Теплера, Гольтц-Вимшерста и др.

Предмет изобретени 

Электростатическа  машина, основанна  на возбулсдении электрических зар дов при соприкосновении электропроводпого элемента (или элементов ) с диэлектрическим элементом и содержаща  два диэлектрических элемента, выполненных из разных материалов (например плексигласа и тефлона) дл  получени  разных знаков, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  электрической мощности машины на единицу ее веса и объема, электропроводный элемент поочередно взаимодействует с указанными двум  диэлектрическими элементами.