SU1532968A1 - Training aid device for simulating lightning discharge - Google Patents

Training aid device for simulating lightning discharge Download PDF

Info

Publication number
SU1532968A1
SU1532968A1 SU884367059A SU4367059A SU1532968A1 SU 1532968 A1 SU1532968 A1 SU 1532968A1 SU 884367059 A SU884367059 A SU 884367059A SU 4367059 A SU4367059 A SU 4367059A SU 1532968 A1 SU1532968 A1 SU 1532968A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
switching element
lightning
control input
resistor
Prior art date
Application number
SU884367059A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Потапкин
Борис Александрович Анисимов
Герман Евгеньевич Рабушко
Original Assignee
Братский Индустриальный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Братский Индустриальный Институт filed Critical Братский Индустриальный Институт
Priority to SU884367059A priority Critical patent/SU1532968A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1532968A1 publication Critical patent/SU1532968A1/en

Links

Landscapes

  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к учебным модел м и может быть использовано дл  демонстрации  влений при развитии главноканальной стадии разр да молнии. Целью изобретени   вл етс  повышение демонстрационного эффекта за счет моделировани  разр дных процессов ступенчатого лидера. Устройство дл  моделировани  разр да молнии содержит источник питани , через зар дный коммутирующий элемент подсоединенный к управл ющему входу блока имитации канала молнии, выходы которого подсоединены соответственно через пороговые элементы к входам триггера, а через разр дный коммутирующий элемент - к сопротивлению нагрузки. Выходы триггера соединены соответственно с управл ющим входом разр дного коммутирующего элемента и через интегратор с управл ющим входом разр дного коммутирующего элемента. Блок имитации канала молнии содержит последовательно включенные звень , каждое из которых включает последовательно соединенные три резистора и индуктивность, при этом параллельно первому резистору включен диод, параллельно третьему - электронный ключ, управл ющий выход которого подсоединен к выходу звена, к которому подключены индуктивность и одна из обкладок конденсатора. 2 ил.The invention relates to training models and can be used to demonstrate phenomena during the development of the main channel stage of lightning. The aim of the invention is to increase the demonstration effect by simulating the bit process of the step leader. A device for simulating a lightning discharge contains a power source, through a charging switch element connected to the control input of a lightning channel simulation unit, the outputs of which are connected respectively through threshold elements to the trigger inputs, and through a discharge switching element to load resistance. The trigger outputs are connected respectively to the control input of the bit switching element and through an integrator with the control input of the bit switching element. The lightning channel simulation unit contains series-connected links, each of which includes three resistors connected in series and an inductance, with a diode parallel to the first resistor, an electronic switch parallel to the third, whose control output is connected to the output of the link to which the inductance is connected and one of capacitor plates. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к учебным модел м и может быть использовано в различных устройствах дл  демонстрации  влений, протекающих в канапе ступенчатого лидера и при раэвии главноканальной стадии разр да молнии.The invention relates to training models and can be used in various devices for the demonstration of phenomena occurring in a canape of a stepped leader and during the evolution of the main channel stage of lightning discharge.

Целью изобретени   вл етс  повышение демонстрационного эффекта.путем моделировани  разр дных процессов ступенчатого лидера.The aim of the invention is to increase the demonstration effect by simulating the discharge processes of the step leader.

На фиг„1 представлена блок-схема устройства: на фиг.2 - принципиальна  схема блока имитации канала молнииFig. 1 shows a block diagram of the device: Fig. 2 is a schematic diagram of a lightning channel simulation block.

Устройство дл  моделировани  разр да молнии содержит последовательно соединенные источник 1 питани , зар дный коммутирующий элемент 2, блок 3 ими тации канала молнии (БИКМ), разр дный коммутирующий элемент 4 и сопротивление нагрузки 5. Управл ющие выходы БИКМ 3 через пороговые элементы 6 и 7 подключены к входам триггера 8. Один из выходов триггера 8 подключен к управл ющему входу зар дного коммутирующего элемента 2, а, другой - через интегратор 9 - к управл ющему входу разр дного коммутирующего элемента 4. Блок 3 имитации Канала молнии выполнен в виде р да Последовательно соединенных звеньев, Каждое из которых моделирует отрезок Канала молнии длиной, например, 50м. Если учесть, что средн   длина молнии при разр де облако-- земл  составл ет 3 км, то БИКМ должен состо тьA device for simulating a lightning discharge contains a series-connected power source 1, a charging switching element 2, a lightning channel simulating unit 3 (BICM), a discharge switching element 4, and a load resistance 5. The control outputs of BICM 3 through threshold elements 6 and 7 connected to trigger inputs 8. One of the outputs of trigger 8 is connected to the control input of the charging switching element 2, and the other through the integrator 9 to the control input of the discharge switching element 4. Lightning channel simulation module 3 nen as a series of serially connected units, each of which simulates a lightning Channel segment length, for example 50m. If we consider that the average length of a lightning when discharging a cloud-- the earth is 3 km, then the BICM should be

Из 60 последовательно соединенных звеньев.Of the 60 series-connected links.

На фиг«1 условно показано толькоIn Fig "1 conventionally shown only

5ри звена БИКМ: ближайшее к облаку, дно из промежуточных и ближайшее к емле. Каждое звено состоит из по- йледовательно соединенных резисторов 10 и 11, дополнительного резистора }2, индуктивности 13, диода 14, включенного параллельно резистору 10, Дикости 15t включенной между выходом Звена и корпусом устройства, электронного ключа 16, подключенного парал- лельно дополнительному резистору 12, и порогового элемента 17, включенного между выходом звена и управл ющим $ходом электронного ключа 165 BIKM links: closest to the cloud, bottom from the intermediate and closest to the ground. Each link consists of successively connected resistors 10 and 11, an additional resistor} 2, inductance 13, a diode 14 connected in parallel to resistor 10, Wildness 15t connected between the output of the Link and the device body, an electronic switch 16 connected in parallel to an additional resistor 12 , and a threshold element 17 connected between the output of the link and the control stroke of the electronic key 16

Резистор 11 может иметь сопротивление пор дка 50 Ом, резистор 10 - Ј,4 кОм, дополнительный резистор 12 51 кОм. Значени  индуктивностей (4) и емкостей (6) канала разр да завис т от рассто ни  данного звена до земли и могут быть рассчитаны«Resistor 11 can have a resistance of about 50 ohms, a resistor of 10 -, 4 kΩ, an additional resistor of 12 51 kΩ. The values of inductances (4) and capacitances (6) of the discharge channel depend on the distance of this link to the ground and can be calculated

Устройство дл  моделировани  мол- йии работает следующим образом.The device for simulating moliia works as follows.

В исходном состо нии после включени  напр жени  источника 1 питани  вар дный коммутирующий элемент 2 зам Кнут, а разр дный коммутирующий элемент 4 разомкнут. Происходит последовательный зар д емкостей 15 в БИКМ 3 сначала первого звена, потом второгоIn the initial state, after switching on the voltage of the power supply source 1, the war switching element 2, the Deputy Whip, and the discharge switching element 4 is open. A consecutive charge of capacities 15 in BICM 3 takes place, first of the first link, then of the second

Й Т. ДоYO T. To

Пока напр жение на конденсаторе 1As long as the voltage on the capacitor 1

Q о Q o

увеличиваетс „ Процесс зар да конденсатора 15 следующего звена БИКМ аналогичный . Описанный процесс последовательно повтор етс  во всех звень х , моделиру  в определенном масштабе реальный процесс постепенного прорастани  ступенчатого лидера от облака ч земле. Диоды 14 практически не вли ют на процесс моделировани  ступенчатого лидера, так как их проводимость невелика из-за малой величины приложенного напр жени .The process of charging the condenser 15 of the next BIKM link is similar. The described process is successively repeated at all links, and to model at a certain scale the real process of the gradual germination of a stepped leader from a cloud over the earth. Diodes 14 have almost no effect on the modeling of the step leader, since their conductivity is low due to the small magnitude of the applied voltage.

После зар да всех конденсаторов 15 5 в БИКМ 3 моделируетс  следующа  стади  разр да молнии на земле - главно- канальна  стади  разр да Она св зана с нейтрализацией канала лидера, тОе0 с разр дом конденсаторов 15 всех звеньев БИКМ на землю. Процессы протекающие при этом в БИКМ, следующие «After charging all the capacitors 15 5 in BIKM 3, the next stage of the lightning discharge on the ground is simulated - the main channel discharge stage It is associated with the neutralization of the leader channel, tOe0 with the discharge of the capacitors 15 of all the links of the BICM to the ground. The processes occurring at the same time in BIKM, the following "

Как только величина напр жени  наAs soon as the voltage value

конденсаторе 15 предпоследнего звена достигает заданного порогового уровн , происходит срабатывание порогового элемента 7, который после срабатывани  перебрасывает в другое устойчивое состо ние триггер 80 Сигнал с выхода триггера 8 непосредственно воздействует на второй вход зар дного коммутирующего элемента 2 и закрывает его„ 3§р д БИКМ 3 прекращаетс  В это же врем  сигнал с другого выхода триггера 8, пройд  через интегратор 9, воздействует на второй вход разр дного коммутирующего элемента 4 и открывает его Происходит разр д БИКМ 3 и на сопротивлении нагрузки 5 можно наблюдать моделируемый импульс в основании канала молнииthe capacitor 15 of the penultimate link reaches a predetermined threshold level, triggering of the threshold element 7, which after triggering, flips the trigger 80 to another stable state. The signal from the trigger trigger output 8 directly affects the second input of the charging switching element 2 and closes it in the 3GPr BIMM 3 is terminated. At the same time, the signal from the other output of trigger 8, after passing through the integrator 9, acts on the second input of the bit switching element 4 and opens it. and a load resistance 5, one can observe the simulated lightning impulse at the base of the channel

После того как напр жение на выходе первого эвена БИКМ 3 упадет до поAfter the voltage at the output of the first Even BIKM 3 drops to

мало, его зар дка происходит доволь- рогового уровн , произойдет срабатыва- но медленно, через последовательно ние порогового элемента 6, который включенные индуктивности 13 и резисторы 10-12, причем величина сопротивпосле срабатывани  перебросит в другое устойчивое состо ние триггер 8, Сигналы с выходов триггера 8 откроют суммарного сопротивлени  резисторов зар дный коммутирующий элемент 2 и 10 и 11. Когда напр жение на конденса- закроют разр дный коммутирующий элепени  резистора 12 намного большеit is small, its charging occurs at a sufficiently high level, it will be triggered slowly, through the succession of threshold element 6, which included inductances 13 and resistors 10-12, and the value of resistance to firing will transfer the trigger 8 to another stable state trigger 8 will open the total resistance of the resistors of the charging switching element 2 and 10 and 11. When the voltage on the condensate is closed the discharge switching element of the resistor 12 is much higher

торе 15 достигает заданного значени , срабатывает пороговый элемент 17, который подает сигнал на открытие электронного ключа 16« Открывшись, электронный ключ 16 шунтирует резистор 12. Ток зар да конденсатора 35 возрастает на один - два пор дка, напр жение на выходе звена быстроThe torus 15 reaches a predetermined value, the threshold element 17 is triggered, which gives a signal to open the electronic key 16 "When opened, the electronic key 16 bridges the resistor 12. The charging current of the capacitor 35 increases by one to two orders of magnitude, the output voltage of the link quickly

мент 4« Схема возвратитс  в первоначальное состо ние и начнетс  следующий цикл ее работы.Step 4 "The circuit will return to its original state and the next cycle of its operation will begin.

Поскольку процесс нейтрализации зар да канала лидера при протекании главноканальной стадии происходит довольно быстро (со скоростью 0,1-0,5 скорости света), диоды 14 при этомSince the process of neutralizing the charge of the leader channel during the course of the main channel stage occurs rather quickly (at a speed of 0.1–0.5 light speeds),

играют существенную роль, так как за счет значительного падени  напр жени  на резисторах 10 они открываютс  и увеличивают проводимость канала молнии на период протекани  главноканаль- ной стадии.play a significant role, since due to a significant voltage drop across the resistors 10 they open and increase the conductivity of the lightning channel for the duration of the main channel stage.

t В изобретении, как и в реальныхt In the invention, as in the real

вательно соединенных первого и второго резисторов и индуктивности, второй вывод которой  вл етс  выходомfirst and second resistors and inductors, the second terminal of which is the output

роговые элементы подсоединены к входам триггера,, первый выход которого соединен с управл ющим входом зар дного , коммутирующего элемента, а второй выход - с входом интегратора, выход которого св зан с управл ющим входом разр дного коммутирующего элемента, а блок имитации канала молнии содержит услови х, главноканальной стадии раз- JQ последовательно соединенные звень , р да молнии предшествует стади  сту- каждое из которых состоит из последо- пенчатого лидера, характеризующа с  скачкообразными возрастани ми тока в канале при прорастании каждой последующей ступени. Это усиливает демонстра-15 звена, диода, включенного параллель - ционный эффект и способствует более но первому резистору, и конденсатора, четкому пониманию процессов, характе- включенного между выходом звена и кор- ризующих такое крупномасштабное давле- пусом устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  , 20 демонстрационных возможностей за счет моделировани  процессов ступенчатого лидера, каждое звено блока имитации канала молнии содержит дополнительный пороговый элемент, электронный ключ и 25 третий резистор, один вывод которого  вл етс  входом звена, а второй вывод соединен последовательно с первым резистором, при этом параллельно тре-1 тьему резистору включен электронныйThe corneous elements are connected to the trigger inputs, the first output of which is connected to the control input of the charging, switching element, and the second output to the integrator input, the output of which is connected to the control input of the discharge switching element, and x, the main channel stage of JQ series connected links, a row of lightning precedes the stage of the stage, each of which consists of a sequential leader, characterized by abrupt increases in the channel current during growth each subsequent stage. This enhances the demonstration-15 of the link, the diode, the parallel effect turned on and contributes more to the first resistor, and the capacitor, to a clear understanding of the processes involved between the output of the link and correlating such a large-scale device with a pressure switch, characterized by In order to expand, 20 demonstration capabilities by simulating the processes of a step leader, each link of the lightning channel simulation block contains an additional threshold element, an electronic switch and a third resistor, one output of which is input unit and the second terminal is connected in series with the first resistor, the parallel tre-1 temu resistor included electronic

ние, как разр д линейной молнии на землю.as a discharge of linear lightning to the ground.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  моделировани  разр да молнии, содержащее источник питани , через зар дный коммутирующий элемент подсоединенный к управл ющему входу блока имитации канала молнии,A device for simulating a lightning strike containing a power source through a charging switching element connected to the control input of the lightning channel simulation unit, импульсный выход которого через разр дный коммутирующий элемент св зан30 ключ, управл ющий вход которого через с сопротивлением нагрузки, а управл ю-дополнительный пороговый элемент св - щие выходы чер ез соответствующие по-зан с выходом звена.the pulse output of which is via a bit switching element of a coupled switch, whose control input is through a load resistance, and the control additional threshold element connects the outputs with a corresponding output from a link. вательно соединенных первого и второго резисторов и индуктивности, второй вывод которой  вл етс  выходомfirst and second resistors and inductors, the second terminal of which is the output роговые элементы подсоединены к входа триггера,, первый выход которого соединен с управл ющим входом зар дного , коммутирующего элемента, а второй выход - с входом интегратора, выход которого св зан с управл ющим входом разр дного коммутирующего элемента, а блок имитации канала молнии содержит последовательно соединенные звень , каждое из которых состоит из последо- звена, диода, включенного параллель - но первому резистору, и конденсатора, включенного между выходом звена и кор- пусом устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  , демонстрационных возможностей за счет моделировани  процессов ступенчатого лидера, каждое звено блока имитации канала молнии содержит дополнительный пороговый элемент, электронный ключ и третий резистор, один вывод которого  вл етс  входом звена, а второй вывод соединен последовательно с первым резистором, при этом параллельно тре-1 тьему резистору включен электронныйThe horn elements are connected to the trigger input, the first output of which is connected to the control input of the charging, switching element, and the second output - to the integrator input, the output of which is connected to the control input of the discharge switching element, and the lightning channel simulation unit contains connected links, each of which consists of a sequence, a diode connected in parallel to the first resistor, and a capacitor connected between the output of the link and the device body, characterized in that, in order to expand , demonstration capabilities due to the modeling of the step leader processes, each link of the lightning channel simulation block contains an additional threshold element, an electronic switch and a third resistor, one output of which is the input of the link, and the second output is connected in series with the first resistor, while parallel to three. electronic resistor is turned on 1one Фиг.11 Входentrance з5енаz5ena фиг. 2FIG. 2
SU884367059A 1988-07-06 1988-07-06 Training aid device for simulating lightning discharge SU1532968A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884367059A SU1532968A1 (en) 1988-07-06 1988-07-06 Training aid device for simulating lightning discharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884367059A SU1532968A1 (en) 1988-07-06 1988-07-06 Training aid device for simulating lightning discharge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1532968A1 true SU1532968A1 (en) 1989-12-30

Family

ID=21351071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884367059A SU1532968A1 (en) 1988-07-06 1988-07-06 Training aid device for simulating lightning discharge

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1532968A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597025C1 (en) * 2015-06-19 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for simulation of magnetic field of lightning discharges
RU2782847C1 (en) * 2022-03-22 2022-11-03 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко (г. Кострома)" Министерства обороны Российской Федерации Educational and laboratory installation for evaluating the effectiveness of protection against the effects of a simple imitator of a powerful radio frequency emitter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 968844, кл. G 09 В 23/18, 1982„ *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597025C1 (en) * 2015-06-19 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Device for simulation of magnetic field of lightning discharges
RU2782847C1 (en) * 2022-03-22 2022-11-03 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко (г. Кострома)" Министерства обороны Российской Федерации Educational and laboratory installation for evaluating the effectiveness of protection against the effects of a simple imitator of a powerful radio frequency emitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10650308B2 (en) Electronic neuromorphic system, synaptic circuit with resistive switching memory and method of performing spike-timing dependent plasticity
CN102610274B (en) Weight adjustment circuit for variable-resistance synapses
KR101466205B1 (en) An electric circuit, a method and an apparatus for implimenting a digital neural processing unit
KR20140141778A (en) Synapse circuit for spike-timing dependent plasticity(stdp) operation and neuromorphic system
JP2021047530A (en) Processing apparatus and inference system
CN104021420A (en) Programmable discrete Hupfield network circuit
SU1532968A1 (en) Training aid device for simulating lightning discharge
US5329610A (en) Neural network employing absolute value calculating synapse
SU968844A1 (en) Lighting simulating device
CN116056285B (en) Signal lamp control system based on neuron circuit and electronic equipment
Wijekoon et al. Analogue cmos circuit implementation of a dopamine modulated synapse
CN116306857B (en) Pulse circuit based on neuron membrane high-low potential sampling
Sánchez-Sinencio et al. Circuit implementation of neural FitzHugh-Nagumo equations
SU1029415A1 (en) Counter with controlled scale factor
Vincan et al. All-memristive Spiking Neural Network Circuit Simulator
Hylander et al. VLSI implementation of pulse coded winner take all networks
SU842856A1 (en) Device for solving non-linear equations of mathematical physics
SU991449A1 (en) Neuron simulating device
US20240346296A1 (en) Low-latency time-encoded spiking neural network
SU1070560A1 (en) Device for simulating network graphs
SU425181A1 (en) DEVICE FOR MODELING A RANDOM PROCESS
SU1425731A1 (en) Neuron simulating device
SU1636994A1 (en) Semi-markovian process generation device
SU1347157A1 (en) High-voltage impulse generator
CN1058043A (en) Gene transfer equipment with electric stimulation