Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Электростатические машиныЭлектрофорная машина (генератор Вимшурста) WimshurstЭлектротехника: ОсновыЭлектрофорная машина (генератор Вимшурста) WimshurstГенератор Вимшурста (Wimshurst) является индукционной электростатической машиной. В ней статический заряд образуется не с помощью трибоэлектричества, когда присутствует трение, а через индуцирование зарядов. У этого класса машин выше КПД в сравнении с теми, где используется трение. Описание машины ВимшурстаМашина состоит из двух дисков, которые выполнены из хорошего диэлектрика, например эбонита, акрила и т.п. Эти диски свободно насажены на ось и могут вращаться вокруг горизонтальной оси. Сами диски располагаются вертикально. С помощью рукоятки 1 оба диска приводятся в разнонаправленное вращение. Один диск вращается по часовой стрелки, а другой против часовой. Это обеспечивается с помощью приводных ремней 2 и 3, один из которых перекручен на 180° на одном из шкивов. За счет этого обеспечивается разнонаправленное вращение дисков, которое необходимо для индукции зарядов. Оба диска вращаются от одной рукоятки и поэтому будут вращаться одновременно. На наружной части каждого диска наклеены металлические полоски 4, которые не касаются краев диска, а выполнены на некотором расстоянии от них. Полоски расположены радиально, в виде лучей, исходящих из центра диска. Оба диска имеют одинаковое количество и расположение полосок, можно сказать, что один диск является отражением другого.  Полоски при вращении дисков соприкасаются со щётками 5, которые выполняют роль контакта для переноса заряда по проводникам 6, 7, 8 и 9. При работе машины Вимшурста металлические полоски в месте контакта со щетками могут изнашиваться и конструктивно этот износ должен быть сведен к минимуму, а надежность контакта к максимуму. Проводники 6 и 7 служат для съема и накопления образованных зарядов с обоих дисков. Проводники 8 и 9 расположены каждый по одну сторону диска и соединяют диаметрально противоположные полоски.  Таким образом мы имеем два типа проводников. Одни (6 и 7) для съема зарядов, а 8 и 9 для установления своеобразной «земли» - линии нейтрального потенциала. Проводники 6 и 7 расположены на одной геометрической диаметральной оси относительно дисков, а проводники 8 и 9 относительно друг друга повернуты на угол 90°. Можно также заметить, что между проводниками 8 и 9 проводники 6 и 7 расположены по середине и отстоят на угол 45°. Таким образом мы видим, что конструктивно машина выполнена симметрично и достаточно просто, чтобы изготовить ее самостоятельно. Описание работы электрофорной машиныПри вращении рукоятки диски начинают двигаться в противоположных направлениях. Щетки, которые обычно выполняются в виде мишуры начинают контактировать то с одними, то с последующими металлическими полосками. С каждым оборотом начинает накапливаться всё больший и больший заряд, что обеспечивает увеличение потенциала на контактах 6 и 7. Для лучшего накопления используют конденсаторы в виде лейденских банок. Как только накопленный заряд достигает максимального значения для используемой конструкции машины Вимшурста, дальнейший рост заряда прекращается. Чем больше диаметра дисков и чем больше скорость вращения, тем больший заряд способна выработать электрофорная машина. Как происходит накопление заряда?Предположим, что первый круг имеет недостаток свободных зарядов, что в нашем случае означает недостаток свободных электронов в металлических пластинах. При движении второго диска его пластины будут поочередно соприкасаться со щетками на проводнике 8, и, соответственно, на них будет образован избыток свободных носителей зарядов.  Это происходит потому, что пластины с обоих сторон, между которыми расположен диэлектрик (материал дисков), представляют собой плоский конденсатор, но такой конденсатор, обкладки которого двигаются. Электрический заряд на таком конденсаторе индуцируется, или иначе говоря — наводится. Дальше происходит следующее. Пластины, второго диска, дойдя до щеток контакта 6 отдадут свои электроны в накопитель в виде лейденской банки (конденсатор). Эта лейденская банка будет накапливать заряд -Q. Затем настанет очередь следующих за ними пластин и так далее. Аналогичный процесс происходит и на первом диске, так как он так же вращается, но в другом направлении. Здесь можно сказать, что свободные носители как бы выкачиваются из другой лейденской банки, тем самым образуя на ней недостаток электронов, а значит ею приобретается заряд +Q. Чем чаще пластины обоих дисков соприкасаются со щетками на проводниках 6 и 7, тем большее количество зарядов накапливается на них. Лейденские банки, если они установлены, будут заряжаться всё сильнее и сильнее, до тех пор, пока кулоновские силы не начнут противодействовать дальнейшему накоплению зарядов. Это значит, что есть предел накопления, который можно характеризовать также и разностью потенциалов (напряжением) между двумя контактами 6 и 7. Если же в дальнейшем разрядить оба контакта, накопившие +Q и -Q, либо друг на друга, либо передать заряд в другую электрическую емкость, то дальнейшее накопление заряда станет вновь возможным. Вы можете спросить. Откуда берется первоначальный заряд? Дело в том, что он существует всегда. Любые два проводника, разделенные диэлектриком (газ, жидкость, твердое тело) всегда имеют емкость, и более того, они имеют разность потенциалов, что говорит о наличии на одном таком проводнике большего количества свободных носителей зарядов, чем на другом. Электрофорная машина Вимшурста является машиной с самовозбуждением, то есть для начала ее работы не требуется подвод какого-либо дополнительного заряда. Является ли машина Вимшурста генератором энергии?Более точно можно сказать, что машина Вимшурста является преобразователем механической энергии вращения в энергию электростатического поля. При работе такой машины, как впрочем и любой другой, существуют потери на трение, утечки энергии и т.п. Поэтому ее КПД не может быть более 100%, и даже он не может быть равен 100%. По мере роста разности потенциалов, чем всё больший заряд будет накапливаться, тем сильнее кулоновские силы будут противодействовать механическим. На практике это означает, что с каждым оборотом дисков будет расти прикладываемое усилие. Кроме этого будут потери на трение в конструкции и нежелательные утечки зарядов. Дата: 12.05.2015 © Valentin Grigoryev (Валентин Григорьев) Тег статьи: Устройства Все теги раздела Электротехника:Электричество Закон Ома Электрический ток Электробезопасность Устройства Биоэлектричество Характеристики Физические величины Электролиз Электрические схемы Асинхронные двигатели www.electricity-automation.com Электрофорная машина - принцип работы. Как сделать электрофорную машину своими рукамиЭлектрофорная машина работает как непрерывный источник электрической энергии. Этот прибор используют зачастую как вспомогательный для демонстраций различных электрических явлений и эффектов. Но какова его конструкция и особенности? Немного из истории изобретенияЭлектрофорная машина разработана в далеком тысяча восемьсот шестьдесят пятом году Августом Теплером, немецким физиком. Что любопытно, совершенно независимо другой ученый-экспериментатор Вильгельм Гольц изобрел подобную конструкцию, но даже более совершенную, так как его аппарат позволял получить большие значения разностей потенциалов и мог служить источником постоянного тока. К тому же гольцевская машина была намного более простой в конструкции. В конце девятнадцатого века английский экспериментатор в области электричества и механики Джеймс Вимшурст усовершенствовал агрегат. И по сегодняшний день именно его вариант (пусть и чуть более современный) используется для демонстраций электродинамических опытов благодаря способности создавать огромную разность потенциалов между коллекторами. Электрофорная машина была улучшена уже в сороковых годах двадцатого века ученым по фамилии Иоффе, который разработал новый тип электростатических генераторов для осуществления питания рентгеновской установки. Хотя машину Вимшурста сейчас не используют для непосредственной задачи добычи электрической энергии, она является историческим экспонатом, который иллюстрирует историю развития инженерной мысли и научно-технического прогресса. Конструкция электрофорной машиныЭтот аппарат состоит из двух дисков, которые вращаются навстречу друг другу. Работа электрофорной машины как раз и заключается в осуществлении такого двойного обоюдного вращения. На дисках расположены токопроводящие изолированные друг от друга сегменты. С помощью обкладок сторон обоих дисков образовываются конденсаторы. Именно поэтому электрофорная машина иногда называется конденсаторной. На дисках расположены нейтрализаторы, которые отводят заряды от противоположных элементов дисков на землю с помощью щеток. Коллекторы находятся слева и справа. Именно на них поступают снятые гребенками с заднего и переднего дисков генерируемые сигналы. Что такое банки Лейдена?Во многих случаях заряды накапливаются на конденсаторах. Их называют банками Лейдена. После этого возможно воспроизведение намного более сильных разрядов и искр. Внутренние обкладки каждого конденсатора соединяются с кондукторами по отдельности. Щетки, которые касаются секторов дисков, объединены с внутренними обкладками банок Лейдена. Вся конструкция на сегодняшний день монтируется на пластмассовых стойках. Вместе с лейденовскими банками части машины закрепляются на подставке из дерева. Учитывая наглядность конструкции, электрофорная машина своими руками может быть сделана достаточно просто. Даже человек, который не имеет специального технического образования, может ее собрать и эксплуатировать в свое удовольствие. На чем основана работа электрофорной машины?Использование взаимного усилия обоих дисков – именно этот принцип является основным в данном устройстве. Эффект возникновения разности потенциалов, а затем разрядов и искр достигается правильным расположением секторов. Конечно, существуют разработки, использующие и чистые диски, но подобный коэффициент полезного действия они не выдают. Такие конструкции часто применяются в небольших учебных учреждениях. Расстояние между дисками у такого прибора, как электрофорная машина, играет важнейшую роль и оказывает существенное влияние на достижение необходимого напряжения на конденсаторах. Каков принцип работы аппарата?Электрофорная машина с момента ее изобретения (а это начало восемнадцатого века) пережила много изменений. Но основная идея осталась. Основой конструкции машины являются диски с наклеенными обкладками (металлическими полосами). Приложив определенную механическую силу с помощью ременной передачи, их можно вращать в разные стороны, противоположные друг другу. На обкладке одного диска возникает положительный заряд. Он притянет к себе другой заряд (отрицательный). Положительный уйдет через проводник со щетками (нейтрализатор), который касается противоположной обкладки. Поворачивая диски, получаем заряды, аналогичные исходным. Но они уже будут влиять на другие обкладки. Учитывая то, что диски вращаются в противоположные стороны, заряды стекаются к коллекторам. У такого демонстрационного аппарата, как электрофорная машина, принцип работы основан именно на этом моменте. На щетках обоих дисков, которые не касаются их поверхности и находятся по краям, заряды в какой-то момент становятся настолько огромными, что в воздушном пространстве возникает пробой, и проскакивает электрическая искра. Именно поэтому к коллекторам можно присоединять дополнительные конденсаторы разных емкостей, что придаст большую красоту эффекту возникновения разряда. fb.ru Электрофорная машина: конструкция, индукционные нейтрализаторыЭлектрофорная машина – это генератор статического заряда, состоящий из двух колес, вращающихся во взаимно противоположных направлениях. Часто используется учителями на уроках физики для устрашения занимающихся силой электрической дуги. КонструкцияКонструкция изобретения Джеймса Вимхерста описана плохо в открытых источниках, часто люди не в силах объяснить, как работает электрофорная машина.
Общая идеяДва вращающихся друг против друга соосных диска несут простейшие конденсаторы из секторов алюминия. За счет случайных процессов в начальный момент на одном из сегментов – равномерно расположенных по кругу – образуется заряд. Это вызвано процессами трения о воздух либо прочими причинами. Причем, поскольку конструкция симметричная, знак заранее не предсказуем. Не рекомендуется ставить в электрофорную машину электролитические конденсаторы. Вместо этого применяются две лейденские банки. Их внешние обкладки из фольги объединены, чтобы создать единую систему из последовательно включенных конденсаторов. Так уменьшаются требования к рабочему напряжению каждой емкости в два раза. Номиналы подбираются по возможности одинаковыми. В противном случае требования к рабочему напряжению распределятся неравномерно, что приводит к негативным последствиям. Напряжение с сегментов дисков снимается при помощи индукционных нейтрализаторов. Ниже описан принцип действия. По сути конструкция, напоминающая металлический гребень, на некоторой высоте парит над диском. Нейтрализаторы спаренные, в точку съема заряда оба диска приходят с эквивалентным знаком на внешней поверхности. После разгрузки заряд сегментов сильно падает. Это обусловлено особой конструкцией индукционных нейтрализаторов, оставляющих поверхностную плотность заряда в районе 0,2 – 6 мкКл на метр в квадрате. В избранных конструкциях щетка слегка касается краем диска.
Прогрессивный рост поверхностной плотности заряда на сегментах в точке съема обусловлен тем, что навстречу друг другу движутся системы, создающие электрические поля, чьи напряженности направлены в противоположные стороны. Получается, что собственной рукой оператор (либо за счет силы электрического привода) отталкивающиеся системы насильно сближает. Взаимодействующие заряды пытаются расположиться подальше друг от друга. Это вызывает резкий рост поверхностной плотности зарядов в точках съема. От гребенок нейтрализаторов электричество собирается в лейденские банки. Напряжение быстро растет, чтобы избежать выхода системы из строя вследствие превышения допустимых параметров конденсаторов, к двум электродам прикреплен разрядник. Дистанция между ними, как правило, регулируется, что позволяет получить дугу различной силы. Чем больше напряженность поля между разрядниками, тем более шумным эффектом сопровождается процесс опустошения лейденских банок. После точки съема заряда сегменты остаются пустыми. Через 30 градусов по ходу движения диска стоят уравнители потенциала, называемые нейтрализаторами по принципу действия. Авторы обзора назвали бы уравнителями. Противоположные стороны диска отдали уже заряд у разных щеток. Следовательно, после прохождения точки съема знаки остатков заряда на них неизменно различны. И кусок толстой медной проволоки с щетками из тонких проволочек, трущих сегменты или парящих на малой высоте, замыкают накоротко указанные противоположности. В результате заряд на обоих сегментах становится равным нулю, энергия превращается по закону Джоуля-Ленца в тепло, выделяющееся на толстой медной жиле. После обнуления диски продолжают двигаться во встречном направлении. Получается, освобожденный от заряда сегмент одного круга вращения оказывается напротив полупустого сегмента другого. Заряд между емкостями немедленно делится поровну, ведь диски сконструированы по одинаковым чертежам. Следовательно, кажутся идентичными. Первый диск отдает половину заряда, идет на точку съема. Второй достигает точки уравнителя потенциала первого и там отдает половину заряда. Порой люди интересуются принципом работы прибора, ведь первый диск отдал остаточный заряд на уравнителе, второй поступил аналогично. Где взять энергию для смены знака?
Объяснение принципа работыЭнергия для смены знака на уравнителе берется из силы оператора. Помните, уже между щетками и уравнителями диски движутся друг другу навстречу со взаимным отталкиванием. Плотность заряда повышена. Принцип действия уравнителя не отличается от съемника. Более сильный заряд противолежащего диска буквально выталкивает через медную проволоку остатки на разряжаемом, и энергии хватает на смену знака. В машине происходит съем заряда за счет повышения поверхностной плотности. В одной точке энергия запасается в лейденские банки, в другой служит для смены знака. Причём индукционные нейтрализаторы, видимо, некогда не отличались друг от друга. Оттого возникает путаница с названиями. По сути оба – нейтрализаторы. Если бы замыкающую проволоку из меди со съемными щетками назвали уравнителем, каламбур бы исчез. Повторим подробно:
Вся энергия в конечном итоге берется не от электризации воздухом или трением меди и алюминия, их расстыковки. Нет! Энергия получается за счет принудительного наполнения конденсаторов силой кручения дисков. А выполняются процессы за счет резкого повышения поверхностной плотности зарядов в точках съема.
Индукционные нейтрализаторыНейтрализаторы в процессе работы способны загрязняться. Следовательно, периодически требуется чистить, иначе снижается эффективность. В машине Вимхерста факт уменьшения КПД мало играет роли. Если машина не работает, стоит проверить чистоту игл. В конструкции используется четыре индукционных нейтрализатора:
Представляют собой щетку из тонкой проволоки либо острых зубчатых плоских гребней (расчесок). Основа бывает металлической, что используется в машине Вимхерста, и деревянной. Острия всегда металлические, назначение — по возможности быстро отводить заряд на заземление. Принцип действия: по мере приближения остриев к заряженной плоскости линии напряженности смыкаются на них, образуя высокие значения. Для справки. Плотность линий поля прямо пропорциональная напряженности в данной точке. Повышенная плотность в районе острия способствует ионизации воздуха (без искры) и образованию зарядов обоих знаков, проводящих ток в нужном направлении. Параметры нейтрализаторов сильно зависят от расстояния между остриями и уменьшением радиуса их кривизны (заточкой). Применяемые в машине Вимхерста проволочные нейтрализаторы в виде щеток наименее эффективны. На съемниках стоят гребенки либо иглы. Считается, что для последних нейтрализаторов максимальная результативность достигается при указанных условиях:
Уменьшение угла заточки за 60 градусов (повышение кривизны) в этом случае слабо влияет на свойства нейтрализатора. Иглы желательно поднести на расстояние от 5 мм к поверхности. Чем ближе, тем быстрее происходит съем заряда. Фактически минимальное расстояние до плоскости зависит исключительно от собственных вибраций диска. Касание не приведет к отказу системы, но резко снизится срок эксплуатации за счет механического разрушения отдельных элементов. В противовес общепринятому мнению, созданному от бесконечных демонстраций машины, иглы лучше крепить на диэлектрическом основании. Предпринятым шагом уменьшается ёмкость между диском и гребнем, чем повышается плотность заряда: С = q/U. Заряд уже априорно задан, понижение емкости повышает разницу потенциалов (напряжение), чем облегчается процесс ионизации. Для безопасности нейтрализатор снабжается кожухом. Нелишне напомнить, что прочие части (помимо ручки вращения) машины Вимхерста в период работы трогать нельзя. Края кожуха удалены от игл нейтрализатора не менее 50 мм. Индукционным тип приборов назван за действие на расстоянии. Процесс носит название электростатической индукции. Это значит, что один заряженный предмет на расстоянии влияет на второй, без заряда. В металле электроны слабо связаны с решеткой, легко идут в сторону, куда увлекаются полем. Эффект носит поверхностный характер по понятной причине — линии напряженности не могут проникнуть в металл. По-другому: заряды в толще проводника перераспределяются, пока не нейтрализуют полностью внешнее поле. В результате на поверхности иглы индуцируется заряд. Линии напряженности поля замыкаются на нем, одновременно сходясь отовсюду, как показано на рисунке. Разница потенциалов неизмеримо вырастает, вызывается ионизация воздуха. Она умеренная, при работе машины Вимхерста на щетках, как правило, нет искрения. Вместо заключенияИндукционные нейтрализаторы возможно использовать иным способом — снимая заряд с жидких диэлектриков. К примеру, нефти. На производстве любая искра вызовет негативные последствия. Достаточно вспомнить о взрыве на скважине в Мексиканском заливе.
Таким образом, гребенка способна скользить по диску. В ранних конструкциях изготавливался единым, без секторов, однородным и из плотного материала (см. рис.). Работал без алюминиевых конденсаторов. Физики, хорошо разобравшиеся с машиной, смогли ее усовершенствовать. БлагодарностиАвторы сердечно благодарят заморского товарища Релаторио Финала за понятные и наглядные рисунки и фото. Оригинал работы выложен на всеобщее обозрение по адресу: ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F609_2013_sem1/AlexandreD-Mauro_RF2.pdf. Без ютубовского канала магазина Чип&Дип авторы не увидели бы замечательных скринов: youtube.com/channel/UCUlNxWT1y3SmOmeYzqAKrWQ vashtehnik.ru Электростатическая машина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Электростатическая машинаCтраница 1 Электростатическая машина, позволяющая накапливать электрические заряды и проводить опыты с ними. [1] Построена первая электростатическая машина. [2] Разрядник электростатической машины, диски которой вращаются с постоянной скоростью, присоединен к обкладкам лейденской банки. Между шариками разрядника через равные промежутки времени т проскакивают искры. Через какие промежутки времени т будут проскакивать искры, если к разряднику присоединить две такие же лейденские банки, соединенные между собой один раз параллельно, а другой последовательно. [3] К электростатической машине подключены соединенные параллельно лейденская банка и разрядник. Чтобы произошел искровой разряд, машина должна работать в течение времени / 30 с. [4] В электростатической машине для усиления поля в области 2 ( рис. 16.95, а) в воздушное пространство внесен диэлектрик в форме шара с большим erl. [5] Интерес к электростатическим машинам возник в связи с проблемой получения высоких постоянных напряжений, необходимых при исследовании в области ядерной физики, а именно для ускорения заряженных частиц. Так как ток в пучке ускоренных заряженных частиц требовался небольшой, то электростатический принцип получения высокого напряжения при небольшой мощности соответствовал поставленной задаче. [6] На рисунке изображена капельная электростатическая машина. Из трубки в полый изолированный металлический шар падают капли воды, заряженные до определенного потенциала. [8] Приншга действия многих электростатических машин заключается в автоматическом повторении этой операции и накапливании разделенных зарядов. [9] Зарядив клетку от электростатической машины, мы увидим, что наружные электроскопы сильно отклоняются, в то время как электроскоп, находящийся внутри клетки, не показывает никакого отклонения; если же выдвинуть его наружу, то и он дает сильное отклонение. [11] Передача заряда человеку электростатической машиной, дающей 104 в напряжения, если он изолирован от Земли, не вызовет у него никаких ощущений. В то же время приближение к нему руки другого человека, стоящего на полу или так или иначе заземленного, вызывает искры, что может быть для последнего опасным. [12] Электростатические генераторы были первыми электростатическими машинами, однако техника давно перешла сначала к химическим, затем к электромагнитным машинам. [13] В музее имени Ломоносова есть цилиндрическая электростатическая машина, в Государственном ЭРмитаже - переносная паровая электростатическая машина - они изготовлялись под руководством Кулибина. [14] Второй более быстрый период развития электростатических машин начинается с 20 - х годов нашего столетия после появления теоретической работы Оллендорфа, в которой впервые дана достаточно глубокая математическая теория электростатических машин с транспортерами-проводниками. Теоретически были предсказаны различные типы емкостных машин, проведена аналогия с электромагнитными машинами, выведен принцип обратимости электростатических вращающихся машин. [15] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru Электростатическая машина
Класс 21У, 16 Ж 39024 СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ ОПИ САНИЕ электрэстатической машины. К авторскому свидетельству Л. Я. Вилеикина, заявленному 5 октября 1932 года (спр. о перв. № 116660). О выдаче авторского свидетельства опубликовано 30 сентября 1933 года. На чертеже фиг. 1 изображает часть вращающегося диска, фиг. 2 — деталь его устройства, фиг. 3 и 4 — то же, что на фиг. 1, но в несколько иной форме выполнения. В указанной электростатической машине для ионизации воздуха в помещениях на дисках 1 — 7, выполненных из диэлектрика, имеются радиальные сквозные выоезы 2 — 2 (фиг. 1 и 2) Один из краев этих вырезов, расположенный по радиусу круга, сделан с наклоном под некоторым углом по отношению к плоскости, перпендикулярной к плоскости круга, и к этому краю прикреплена лопасть 3, выступающая с одной стороны диска над его поверхностью. Другой край выреза 2 несколько округлен. Между вырезами 2 — 2 на диске 1 укреплены токопроводящие обкладки 4 — 4 (типа машины сист. Уимшерста, Воммельсдорфа и т. п.) с таким расчетом, чтобы концы этих обкладок, На фиг. 3 показан вариант устройства диска, в котором лопасти 3 — 3 заменены лопастями 46 — 4о, прикрепленными « Предлагаемое изобретение относится к самим по себе уже известным электростатическим машинам, в которых вращающаяся часть выполнена из укрепленных по окружности изолирующего диска лопасте.", отделенных друг от друга воздушными иром =жутками (см. re рм. патент № 443699 от 1927 г. по кл. 21d 14) и заключается в конструктивной форм= их выполнения. снабженные контактными кнопками 4п, по которым скользят контактные кисточки полюсов, находились вне плоскости вырезов 2 — 2. Оборудованные таким образом диски могут быть применимы в качестве вращающихся дисков для электростатических машин различных систем. При введении такого вращающегося диска в систе му машины Фосса, Воммельсдорфа и т. п., где имеется один диск вращающийся, а другой неподвижный, и при вращении такого диска воздух под действием наклонных лопастей 3 засыпается через прорезы 2 — 2 из пространства между дисками и в ионизированном состоянии выбрасывается в помещение. В случае прим-кения таких кругов к машине, имеющей только вращающиеся диски, без неподвижных (например, машина сист. Уимшерст), в которой диски вращаются в различные стороны, лопасти 3 — 3 на этих дисках должны быть взаимно расположены таким образом, чтобы засасывание ими воздуха и выбрасывание его производилось в одну сторону, т.-е. наклоны таких лопастей на дисках должны быть взаимно противоположны. обкладкам 4 в 4 диска 1, или представляющими с ними одно целое. Лопасти эти, имеющие назнач:ние создавать поток воздуха, также расположены под некоторым углом к, поверхности диска 1. Близ лопастей могут быть сделаны вырезы 2 — 2 (пунктир на чертеже) или диск может не иметь этих вырезов. Как в первом, так и во втором варианте обкладки 4 в 4 могут быть помещены в толще диска 1 или монтированы Hà его поверхности. На фиг. 4 показан вариант устройства, в котором диск 7 заменен диэлектрическими лопастями 1c — 1а, подобными по своей форме лопастям вентиляторов или ветродвигательных колес. На этих лопастях имеются токопроводящие обкладки 4 — 4. Кроме того, по окружности следования контактных кисточек на этих лопастях установлено кольцо 5 из-- диэлектрика, укр=пленноэ на этих лопастях. На кольце 5 име ются контактные кнопки 4а — 4а, электрически. сообщенные с обкладками 4 — 4. Действие описанного варианта аналогично выш описанному. Предмет изобретения. 1. Электростатическая машина, отличающаяся тем, что вращающийся диск машины снабж "н по своей окружности, с целью отсасывания воздуха из пространства между дисками, рядом вырезов 2 — 2, а для отбрасывания его к периферии— соответственным числом расположенных у вырезов 2 — 2 лопастей 3. 2. форма выполнения машины по п. 1, отличающаяся тем, что лопасти 3 выполнены, как одно целое с токопроводящими обкладками 4, 4, расположенными между вырезами 2 — 2. Релактов Д. 8, Васильев Тип. «Искра»   www.findpatent.ru Электростатическая машина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2Электростатическая машинаCтраница 2 Явление электрической индукции используют в электростатических машинах, предназначенных для непрерывного получения зарядов. Диски укреплены на горизонтальных полуосях и вращаются в противоположные стороны. На каждом диске наклеены на равных расстояниях пластины из тонкой металлической фольги. Два металлических изолированных стержня ( на рис. 4 виден только один), укрепленных неподвижно на станине машины, соединяют противоположные пары пластин на каждом диске. Контакт осуществляется при помощи мягких металлических щеток, укрепленных на концах стержней. Оба стержня повернуты друг относительно друга на некоторый угол. [17] Явление электрической индукции используют в электростатических машинах, предназначенных для непрерывного получения зарядов. [19] На рис. 365 мы видим две электростатические машины, полюсы которых попарно соединены проводами. [20] В начале этой серии опытов работала электростатическая машина Вимшерста малого размера с постоянными полюсами, которые проверялись электрохимическим методом. Размер искры между полюсами достигал 5 см. Вскоре эта машина была заменена трансформатором, дающим напряжение до 45 киловольт и ток до 0 1 миллиампера. [21] Герике, а точнее, типа сегодняшней школьной электростатической машины), многие выполнены знаменитым первооткрывателем лейденской банки Мушен-бреком. Когда Петр Первый понял, что России необходима Академия, он сделал следующее указание: О новых машинах и инструментах, как в физике, так и в математике потребных, ведение взять. О цене и поелику возможно и о употреблении их спросить и сюды прислать... Господину Муссенброку машины и инструменты, к физике экспериментальной принадлежащие, сделать повелеть... Инструменты Мушенбрека исправно служили в кабинете Рихмана. Однако все эксперименты, производившиеся с этими приборами, нельзя было оценить цифрами - и это очень сдерживает научную деятельность Рихмана. [22] Внутреннее сопротивление гальванического элемента невелико, а электростатической машины громадно. [23] Почему, устроив дополнительный искровой промежуток между электростатической машиной и шаром А ( как показано на рис. 116, б), удается восстановить искровой разряд между шарами Л и В. [24] Вместе с тем статическое электричество, получаемое от электростатических машин, используется в медицинской практике при лечении некоторых болезней. [25] Можно видеть, таким образом, что усовершенствование электростатических машин, длительное время проводившееся после их появления, не привело к каким-либо значительным практическим результатам. Изобретение выпрямителей, сделавшее возможным преобразование высокого переменного напряжения в постоянное, значительно затормозило их развитие. Этот период развития электростатических генераторов характерен поисками возможных улучшений геометрических форм машин. [26] На рис. 374, например, мы видим две электростатические машины, полюсы которых попарно соединены проводами. [28] Им были открыты специальные врачебные кабинеты, где находились электростатические машины достаточно высокого напряжения. Больной должен был касаться токоведущих частей машины, при этом он ощущал удар электрического тока. [29] Изобретением собирающего заряды электрода были окончательно установлены принципы конструирования электростатических машин трения. [30] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru Электростатическая машина
Класс Я)а-, д № 87313 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ В. А. Попов ЭЛ ЕКТРОСТАТИ Ч ЕС КАЯ МАШ И НА лвяв. е Известны э.текгростатические машины, статор которых имеет систему обкладок, а на ротор подается возбуждающее напряжение. Обкладки статора через одну соединяются между собой и образуют две группы, между которыми при вращении ротора возникает напряжение, используемое для питания внешней нагрузки. В описываемой электростатической машине ротор в виде металлического цилиндра, на поверхности которого укрепляются пластины из титаната бария, отделенные одна от другой механическим прочным диэлектриком. На чертеже показана схема предлагаемого генератора в поперечном разрезе Статор 1 генератора выполнен из высокопрочного диэлектрика (стекло). Внутри статора помещены пластины 2, которые соединены между собой через одну с помощью колец 8 и 4. Ротор выполнен из металлического цилиндра 5, на котором закреплен слой, состоящий из чередующихся пластин б титаната бария и пластин 7 из механически прочного диэлектрика. Количество пластин б меньше числа пластин статора в два раза. Кили др 5 изолирован от земли. Для работы генератора цилиндру 5 сообщается потенциал. Заряды, находящиеся на цилиндре, индуктируют заряды на пластинах 2 статора. Вследствие большой диэлектрической проницаемости титаната оария заряды индуктируются только на тех пластинах статора, которые находятся против пластин б из титаната бария. При вращении ротора пластины из титаната бария поочередно становятся то против пластин статора, соединенных с кольцом д, то против пластин, соединенных с кольцом 4. Поэтому заряды наводятся то на первых пластинах, то на вторых. В результате при вращении ротора через нагрузку 8 проходят электрические импульсы разных направлений, создающие переменный ток. Пластины из титаната бария усиливают концентрацию силовых линий электрического поля, что приводит K повышению мощности генератора. Предлагаемый генератор позволяет получить высокочастотный ток высшего напряжения для питания электрофильтров, исследования ди3s7eKTpHKoB, термообраоотки мета IJIQI7, cvIIIKH мате!7иа.loB, 3 также для передачи энергии на расстояние, Предмет изобретения Редактор Б. И. Новиков Гехред А. М. Токер Корректор Г. Кудрявцева: Объем 0 18 изд л, Цена 4 коп, Формат бум. 70у!081/, Тираж 220 ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, M. Черкасский пер., д. 2/б. Полп. к печ. 24.Х-61 г Зак. 7313 Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР, Москва, Г!етровка, 14. Электростатическая машина с ротором, на который подается возбуждающее напряжение, и со статором, имеющим систему обкладок, соединенных чередуясь, в две группы, с возбуждаемым на них при вращении ротора напряжением, подводимым к нагрузке, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения мощности генератора, ротор выполнен в форме металлического цилиндра, на поверхности котооого укреплены разделенные друг от друга механически прочным диэлектриком пластины из титаната бария, служащие для концентрации электрических силовых линий,   www.findpatent.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
