Forschungswebsite von Vyacheslav Gorchilin
2017-06-12
Algorithmen Switching, elektrostatische Maschine und Gabel Avramenko
In einer vorherigen Notiz beschrieben wurde Switching-Algorithmus für die beiden einsamen Behältern. Es ist logisch ersetzt die zweite einsames Kapazität auf двухполюсную. Dies kann Einsparungen geben Raum für echte Designs und einigen Fällen und reduzieren das Potenzial высоковольного Spannung im ganzen Gerät. Es ist interessant, dass der erste Algorithmus der Umschaltung der Behälter nicht verändert. Und betrachten wir weiter.
Diese Abbildung zeigt den Prozess der Umwandlung von schaltungen mit zwei einsamen Kapazitäten im Schema mit einem einsamen (C1) und einem zweipoligen (C2) Kapazitäten. Wobei einsame — bildet sich die äußeren Zylinder C1 und zweipolige entsteht zwischen den beiden Zylindern: interne und externe. In der Tat ist es — koaxial-Kondensator, mit dem Unterschied, dass es die äußere Elektrode bildet einsames Kapazität. Die Koeffizienten des Zuwachses der Energie wird durch die Formel aus dem vorherigen Teil (4.8): \[K_{\eta2} = {C_1 \over C_2} \qquad (5.1)\] Um herauszufinden realer \(K_{\eta2}\) für den ersten Algorithmus, erinnern wir uns der Formel für die Suche nach einer einsamen Zylinder Kapazität und der Kapazität der koaxialen Kondensators. \[C_1 = {2\,\pi\,\varepsilon\,\ell \over \mathrm{arcsh}{\frac{\ell}{r_1}} + \sqrt{\frac{r_1^2}{\ell^2} + 1} + \frac{r_1}{\ell}} \qquad (5.2)\] wobei: \(\varepsilon\) — dielektrische Konstante, \(\ell\) — Zylinderlänge, \(r_1\) — Radius des äußeren Zylinders. \[C_2 = {2\,\pi\,\varepsilon\,\ell \over \ln{\frac{r_1}{r_2}}} \qquad (5.3)\] wobei: \(r_2\) — Radius des inneren Zylinders. Und da die Längen der beiden Zylinder gleich sind, Inkrement энегии kann als durch die Formel: \[K_{\eta2} = {\ln{\frac{r_1}{r_2}} \over \mathrm{arcsh}{\frac{\ell}{r_1}} + \sqrt{\frac{r_1^2}{\ell^2} + 1} + \frac{r_1}{\ell}} \qquad (5.4)\] Wenn die Länge des Zylinders viel größer als Ihr Radius, dann die Formeln (5.2) und (5.4) vereinfacht werden: \[C_1 \approx {2\,\pi\,\varepsilon\,\ell \over \ln{\frac{\ell}{r_1}}} \quad => \quad K_{\eta2} \approx {\ln{\frac{r_1}{r_2}} \over \ln{\frac{\ell}{r_1}}} \qquad (5.5)\]
Der erste Algorithmus und elektrostatische Maschine
Diese Option ist auf der folgenden Abbildung (a), wo die Ladung entfernt mit Bürsten электрофорной Maschinen (EM) und kommt mit einer größeren Kapazität C1. Nach ansammeln einer bestimmten Ladung geht er teilweise auf C2 mit dem Ableiter FV1, die, nicht vergessen, der im Allgemeinen als Unterbrecher. Высоковольный Drossel L1 dient zur Trennung der Zeit zwischen Ladung und C2 auslese in den laden, und tatsächlich ist die Substitution von Schlüssel SW3. Wenn es TESLA-Transformator (TT), dann ist alles andere, er wird transformieren Hochspannungs-Spannung für die Last in die gewünschte Rn.
In den Abbildungen (b) und (c) zeigen verschiedene Ausführungsformen der Verbindung entsprechend dem beschriebenen Algorithmus. Auf den beiden unteren — C1 und C2 stellen einen koaxialen Kondensator: zwei Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern, ineinandergeschobene.
Реализация алгоритма коммутации двух ёмкостей для электрофорной машины
In Abbildung (c) als Ableiter dient eine Schaltfläche, die ausgelöst wird einmal für die ganze Raddrehung EM, und als L1 — TESLA-Transformator. Die Kapazität C2 ist offensichtlich, sollte etwa gleich der Kapazität einer Platte EM multipliziert mit der Anzahl der. Der Autor bietet dem Leser selbst ausdenken symmetrische Schema des ersten Algorithmus für die EM in Analogie mit der hier.
Der erste Algorithmus und Gabel Avramenko
Ganz evident Lösung bei der Umsetzung das im vorherigen Notiz des Algorithmus ist die Einbeziehung von C1 und C2 mit einer Gabel Avramenko (siehe folgende Abbildung). Beachten Sie, dass C1 und C2 in dieser Schaltung im Allgemeinen Fall können sich vertreten asymetrischer Kondensator. Als Schlüssel SW1, hier ist die Hochspannungs-Diode VD1, und als SW2 — Diode VD2. Der Schlüssel SW3 hier ersetzen Ableiter FV1 und FV2, die im Allgemeinen Fall kann ein прерывателями.
Реализация алгоритма коммутации двух ёмкостей и вилки Авраменко
Hochspannung HV in der ersten halbperiode positiv in Bezug auf die Erde, so lädt das System den kondensatoren C1 und C2 über die Diode VD1. Die Kapazität dieses Systems entspricht einer einsamen Kapazität C1, da innerhalb des äußeren Zylinders Felder in diesem Moment nicht. In der zweiten Jahreshälfte, durch die Diode VD2 negativ aufgeladen wird der äußere Zylinder. Die Kapazität dieser заряжаемой System wird auch gleich der abgeschiedenen Kapazität C1. So bildete sich das Potenzial auf koaxialen Kondensator C2, durch die Ableiter FV1 und FV2, entlädt sich die Belastung in Rn.
Auf der rechten Abbildung zeigt eine fortgeschrittenere Schema, in dem die aufliegt Transformator L1. Er wandelt die Hochspannung zur Anpassung an die Belastung Rn. Anwendung als L1 TESLA-Transformator ist hier eine naheliegende Lösung. Wenn TT führen in der Hälfte der Wellenlänge des hauptoszillators ab, dann die Ableiter können und nicht brauchen. Nur in diesem Fall wird die abgeschiedene Kapazität der Wicklung des TT muss viel weniger Kapazität C2.
Auf den ersten Blick scheint es, dass die kleine Kapazität und das fehlen einer galvanischen Kette, nicht geben am Ausgang dieser Schaltung eine große Leistung. Geben Sie wir werden berechnen. Für eine Periode der Schwingungen Hochspannungsgenerator der HV an die Last abnehmen kann Energie gleich \[W = {C_2\,U_a^2 \over 2}\] wobei: \(U_a\) — Spitzenwert der Spannung der Quelle der HV. Also, Leistung wird so: \[P = f\,W = f {C_2\,U_a^2 \over 2} \qquad (5.6)\] wobei \(f\) — Schwingungsfrequenz. Wenn jetzt hier die folgenden Daten ein: \[\quad C_2= 20 (PF) \quad U_a= 10 (kV) \quad f= 1(MHz) \] und substituieren in Gleichung (5.6), erhalten wir die Ausgabe-Leistung von 1kW! Interessant kann es für dieselbe Ausgangsleistung bei Abnahme der Frequenz in 100-fache und eine Zunahme der Amplitude der Spannung nur 10 mal: \[\quad C_2= 20 (PF) \quad U_a= 100 (kV) \quad f= 10(KHz). \] Auf jeden Fall, hier muss man die Verluste, die bilden können 60-70%, aber die Reihenfolge der Kapazitäten nicht gut der freien Energie Sucher :)
 
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