SU115383A1

SU115383A1 - Electrostatic machine

Info

Publication number: SU115383A1
Application number: SU586416A
Authority: SU
Inventors: А.И. Кукарин; Б.С. Савашкевич
Original assignee: А.И. Кукарин; Б.С. Савашкевич
Priority date: 1957-11-11
Filing date: 1957-11-11
Publication date: 1957-11-30

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.The known electrostatic machines, whose action is based on the excitation of electrical charges when the electrically conductive element is in contact with a dielectric element, contain two dielectric elements made of different materials (for example, Plexiglas and Teflon) to obtain charges of different signs.

В описываемой машине электропроводный элемент взаимодействует поочередно с указанными двум диэлектрическими элементами, что повышает электрическую мощность машины на единицу ее веса и объема.In the described machine, the electrically conductive element interacts alternately with these two dielectric elements, which increases the electrical power of the machine per unit of its weight and volume.

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.FIG. 1 shows a scheme for generating DC current in a reciprocating motion of an electrically conductive element; in fig. 2 - the same with vrash, by the movement of an electrically conductive element; in fig. 3 is an alternating current generating circuit for the vertical movement of dielectric elements.

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 обкладкуAs can be seen from FIG. 1, when moving a metal plate / from one dielectric 2 to another 3, electric charges accumulate on their surfaces or the process of efficient self-excitation of the inductor. Upon reaching the limiting charge density on the surfaces of the inductor, the nasysy mode begins. When the metal plate / is on the positively charged surface of Plexiglas 2, under the action of an electric field, charge separation occurs in it; at the same time, a positive " free charge upon contact of the plate / with contact K drains onto one of the plates of the capacitor C, and a negative " coupled charge remains on the plate. After the plate has been stirred / onto the surface of Teflon 5, this negative charge becomes " free. In addition, under the action of the electric field of the charged surface of Teflon, charge separation again occurs in the metal plate, "a part of the positive charge is bonded, and generally, its amount of negative" free charge seems to double (if the surface charge density on dielectrics is the same ). When plate 1 is in contact with contact K2, negative charge flows from it to the second lining.

№ 115383No. 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.capacitor, and a positive associated charge remains on it. Thus, the next contact of the contact / Ci with the plate already drains the dual amount of positive charge, as compared with the first case, i.e., the use of separate charges of the metal plate of both signs is used.

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.If, instead of a capacitor, a resistance is connected, as the plate moves / from one contact to another, a constant in sign and pulsating current will flow through it. The average current is proportional to the area of contact, the frequency of movement of the metal plate, and the charge density on the surfaces of dielectrics.

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.The process of generating direct current can also be accomplished by rotating the electrically conductive element (see Fig. 2). In this case, it is necessary to ensure the rotation of one or two metal plates 1 on the surface of a composite disk of dielectrics 2 and 3 and install current-collecting contacts. Such a process is equivalent to the generation of direct current by a collector machine with a magnetic circuit. The role of the electromagnetic excitation system here is played by an electrostatic bipolar inductor, and the role of the windings is played by metal plates in which charges of opposite signs are induced. Such a machine can be made multipole. To do this, it is only necessary to make a disc with alternating sectors of plexiglass and teflon or other suitable materials, such as: acetobutyrate or cellulose triacetate ("positive dielectrics); rubber, PVC, polystyrene and ebonite ("negative dielectrics). The relatively low insulation resistance of some of them is not an obstacle to their use, since as a result of continuous excitation, the charges flowing from their surfaces are compensated.

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.According to the scheme of FIG. 3, an alternating current is generated. Unlike the circuit of FIG. 2, there are no sliding rectifying contacts, and a composite disk of dielectrics 2-3 (a bipolar inductor) serves as a moving element. The accumulation of electric charges on dielectrics proceeds in the same way. The load is connected between the metal plates. When the inductor rotates, a current flows in both directions through the load. The magnitude of the amplitude of the alternating current in a steady state is proportional to the density of the charges on the dielectric and the contact surface of the plates, and the frequency of the current is equal to the number of disk revolutions per second.

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.The constructions of the described electrostatic machine can be used in portable and stationary installations where high voltages are required with a small current consumption, in particular, in dosimetric devices, as well as for a thorough demonstration of electrostatic processes instead of bulky and expensive electrostatic processes and Tepler, Goltz-Wimshurst machines, etc.

Предмет изобретени Subject invention

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.Electrostatic machine based on the excitation of electric charges when a conductive element (or elements) come into contact with a dielectric element and containing two dielectric elements made of different materials (e.g. Plexiglas and Teflon) to produce different signs, so that electrical power of the machine per unit of its weight and volume, the conductive element alternately interacts with these two dielectric elements.