2016-08-12
Forschungswebsite von Vyacheslav Gorchilin
2. Koaxial-Kondensator und elektrostatische Maschine
Zuvor haben wir gezeigt, dass eine Umverteilung der Ladungen auf der Oberfläche des Kondensators hängt von seiner Art, und unter bestimmten Bedingungen Einfluß auf die Effizienz der zweiten Art. Als Nächstes betrachten wir трехобкладочный koaxial-Verflüssiger, eine der Deckplatten корогого eine unebene Oberfläche hat, und analysieren das Schema seiner Aufnahme zusammen mit электрофорной Maschine [1].
Трёхобкладочный коаксиальный конденсатор Die Wahl dieser Konstruktion des Kondensators ist aufgrund seiner Einfachheit, aber seine Optionen besprechen wir weiter unten. Die Abbildung zeigt eine solche Konstruktion (Draufsicht), und die Bezeichnung eines solchen Kondensators in weiteren Schemata. In der Tat, diese drei Zylinder mit unterschiedlichen Durchmessern eingefügte eins ins andere. Die Oberfläche der beiden inneren — glatt, und die äußeren — uneben, so dass es bedingt eine gestrichelte Linie dargestellt. Das System bildet zwei Kondensator — \(C_1\) und \(C_2\), die Kapazität berechnet sich nach den Formeln: \[ C_1 = { 2\,\pi\,\varepsilon\,\ell \over \ln (r_2/r_1) } \] wobei: \(\varepsilon\) — Konstante dielektrizitätszahl, \(\ell\) die Länge eines Zylinders, \(r_1, r_2\) — die Radien des inneren und des mittleren Zylinders entsprechend. \[ C_2 = { 2\,\pi\,\varepsilon\,\ell \over \ln (r_3/r_2) } \] Hier \(r_2, r_3\) — die Radien der mittleren und äußeren Zylinder. Obwohl die Rauhigkeit der Oberfläche des äußeren Zylinders wird kleine Anpassungen, bis wir Sie nicht berücksichtigt werden, da zu zeigen, wollen mehr qualitative als quantitative Ergebnis.
Схема включения коаксиального конденсатора Die Abbildung zeigt eine mögliche Schaltung eines solchen Gerätes. Von высоковольного Spannungsquelle, durch die Obere geschlossene Schaltkontakt SW, Kondensator aufgeladen \(C_1\). Dann Schlüssel SW schließt kurz seine untere Kontakt und ein großer Teil der Ladung fließt in \(C_2\), und die Drossel \(L_1\) verhindert den stromfluß durch die Last in diesem Moment. Über den Zeitraum gleich der Zeitkonstante der Schaltung, die Drossel der Strom anfängt zu fließen in \(R_n\).
Aus dem vorherigen Abschnitt wissen wir bereits, dass die Zunahme der Effizienz kann man ungefähr berechnen nach der Formel: \[ K_{\eta2} \approx {C_1 \over \ C_2}, \, g \gg 1 \] wobei \(g\) — Verhältnis die Beziehung der Formen der Oberflächen der kondensatoren. Setzt man alle in die Vorherige Formel erhalten Sie das endgültige Ergebnis für dieses Schema aus: \[ K_{\eta2} \approx {\ln (r_3/r_2) \over \ \ln (r_2/r_1)}, \, g \gg 1 \] um \(g \gg 1\) notwendig, um die Oberfläche der äußeren kondensatorplatten pixelig. Alternativ können Sie das Netz: die Krümmung bildenden Stöcken kann ausreichend sein, um das gewünschte Verhältnis.
Тестатика
Kann ich in der vorherigen Regelung zu ersetzen, eine Hochspannungsquelle HV электрофорной Maschine (EM)? Ihr Unterschied besteht darin, dass bei jeder umdrehung auf den Kondensator fließen relativ kleine Ladung, die das Schema muss unbedingt entsorgt werden, sonst накопившись er kann Bremsen einer rotierenden Scheibe. Darüber hinaus ist für den ordnungsgemäßen Betrieb der Schaltung — Schalter benötigt, also in der üblichen Form von EM nicht passt, müssen Sie es Nacharbeiten.
Auf der unteren Abbildung Links zeigt einen solchen Ansatz. Dort in der Form eines Sektors vorgestellt Blütenblatt weiter geht ' s mit der Ladung abgenommen mit Bürsten. Aber in dieser Konstruktion Ihre zwei: das erste (in Fahrtrichtung Sektor) setzt die Ladung auf den Kondensator \(C_1\), dann folgt ein kleiner Zwischenraum, in dem beide Kontakte der Bürsten untereinander kurzgeschlossen, und somit die Ladung fließt auf einen externen Kondensator \(C_2\), danach beginnt die Drossel \(L_1\) fließende Ladung auf die Belastung \(R_n\). Wie wir sehen, im Gegensatz zu diesem Entwurf von der klassischen EM — Präsenz auf einem Ihrer Pole zwei Bürsten anstelle von einem. Тестатика Die Abbildung rechts zeigt eine symmetrische Variante des Stromkreises, wenn die beteiligten Bürsten der Rückseite der Festplatte, die tragenden entgegengesetzten Ladungen. Seine grundlegende Unterschied — keine Erdung.
Muss man auf die Drosselklappe \(L_1\) (\(L_2\)). Die Tatsache, dass die Last \(R_n\) bei der klassischen Spannungen EM muss sehr hohe, was uns nicht sehr geeignet. Um Sie zu verringern muss die Transformation von Spannung in общеприменимое, Z. B. 220 Volt). Dies kann auf unterschiedliche Weise, wir bieten dies: \(L_1\) (\(L_2\)) muss aus sich selbst vertreten TESLA-Transformator (CT) [2], die betrieben werden kann, wie eine Drossel, und die kann leicht mit hoher Eingangsspannung und mit seinem трансформированием. Hier ist es notwendig, daran zu erinnern, dass TT ist четвертьволновой der langen Linie, sondern weil auf einer der beiden enden wird eine maximale Spannung, auf der anderen — das Maximum des Stromes. Wenn die tatsächliche Geschwindigkeit der Maschine es wird ziemlich umständlich, aber durchaus akzeptabel. Z. B. für Drehzahl 1400 U/min, 36 Sektoren auf der Festplatte und einem Draht von 0,1 mm, TT kann eine Höhe von 50 cm und einem Durchmesser von 40 cm Вариант схемы с одной щёткой ist zu beachten, dass für diese Methode brauchen eine gute Abstimmung der Schaltung Parameter mit den Parametern des Transformators.
Interessant scheint noch eine Variante der Schaltung, wenn der interne Kondensator speichert Ladung aus allen Sektoren der EM, aber fließt es auf eine externe nur einmal für die gesamte umdrehung der Scheibe. In diesem Fall esse Ladung erfolgt nur eine Bürste, sondern zusätzlich installieren müssen Schließer in einem gewissen Teile der Platte EM. Anstelle von Kontakt anwenden können Ableiter, die ausgelöst wird, um eine bestimmte Spannung. In jedem Fall, in diesem Schema müssen Sie ein anderes согласовка mit einem Transformator (TV1), in dem es sinnvoll angewendet Kern aus Ferrit oder sogar aus Stahl Transformator. In ihm bedingt der Obere Teil funktioniert wie eine Drossel, und die untere — wie ein Transformator. Eine symmetrische Version des Schemas wird аналогиным Weise.
Verstehen das Prinzip der Bildung solcher Geräte können Sie kommen mit Ihren schaltkreise koaxialen Kondensator und EM.
 
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Горчилин Wjatscheslaw, 2016
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