Способ определения напряженности электростатического поля
Изобретение может быть использовано для определения напряженности электростатического поля вблизи заряженной (например, электризованной) поверхности. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых значений напряженности электростатического поля и устранение загрязнения поверхности источника поля. При внесении в электрическое поле с напряженностью E капилляра, заполненного рабочей жидкостью (например, технической водой), на поверхности мениска жидкости, ближнего к источнику поля конца капилляра, индуцируется электрический заряд, под действием сил электрического взаимодействия деформирующий поверхность мениска. При превышении E некоторого критического значения вследствие периодического стекания индуцированного заряда с кончика деформированного мениска возникают колебания поверхности мениска, частота которых зависит от величины E, благодаря чему определяют величину E без загрязнения рабочей жидкостью заряженной поверхности вплоть до значений, соответствующих пробою окружающей среды. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.
СО)ОЗ СОВЕТСКИН
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1 (У1) С 01 К 29/12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4372117/24 — 21 (22) 22.12.87 (46) 23.05,90. Бюл. № 19 (71) Московский институт тонкой химической технологии им. M.Â.Ëoìîíîñoâà (72) Г.А.Шапошникова, М.Ю.Бродский, О.В.Харламов, А.С,Малевский-Малевич и А.К.Евменов (53) 621.317.328 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 256354, 1.969.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1242858, кл. G 01 R 29/12, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано для определения напряженности электростатического поля вблизи заряженной (например, электризованной) поверхности. Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых значений напряженности электростатического поI
Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для определения напряженности электрического поля вблизи заряженной (например, электризованной) поверхности, Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых значений напряженности электростатического поля.
На чертеже изображен калибровочный график устройства,.реализующего способ определения напряженности электростатического поля.
Сущность способа состоит в следующем.
2 ля и устранение загрязнения поверхности источника поля. При внесении в электрическое поле с напряженностью
Е капилляра, заполненного рабочей жидкостью (например, технической водой), на поверхности мениска жидкости, ближнего к источнику поля конца капилляра, индуцируется электрический заряд, под действием сил электрического взаимодействия деформирующий поверхность мениска. При превышении
Е некоторого критического значения вследствие периодического стекания индуцированного заряда с кончика деформированного мениска возникают колебания поверхности мениска, частота которых зависит от величины Е, благодаря чему определяют величину Е без загрязнения рабочей жидкости заряженной поверхности вплоть до значений, соответствующих пробою окружающей сре1 3 II, ф-.JI bI 1
Капилляр, заполненный рабочей жидкостью, вводят в измеряемое поле так, что ось капилляра параллельна вектору напряженности электрического поля (при измерении электростатичес- кого поля заряженной поверхности ось капилляра перпендикулярна исследуемой поверхности). Под действием электрического поля ионы, содержащиеся в жидкости (например, воде), собираются на поверхности мениска. Эти ионы имеют знак заряда, противоположный знаку заряда исследуемой поверхности. Под действием кулоновских сил поверхность
15б6311 мениска деформируется и при некотором значении электрического поля, когда электрические силы превосходят силы поверхностного натяжения, мениск теряет сферическую форму, заостряясь в середине. В заостренном кончике концентрация зарядов столь велика,, что заряд стекает", т.е. разряжается ионами, образующимися вблизи кончика
| из-за ионизации атомов и молекул воздуха в сильном электрическом поле, Под действием сил поверхностного натяжения поверхность мениска снова принимает сферическую форму, Далее во внешнем электрическом поле заряд снова натекает на поверхность мениска и процесс повторяется. Частота колебаний мениска связана функциональной зависимостью с напряженностью электрического поля.
Способ реализуют следующим образом, Выбирают капилляр, радиус которого удовлетворяет условию невытекания жидкости из капилляра 25
26 а (ygh где а — радиус капилляра;
5 — поверхностное натяжение жидкости;
ЗО у плотность жидкости9 ускорение свободного падения;
h — высота столбика жидкости в капилляре, Капилляр заполняют жидкостью, нап- 35 ример технической водой, и помещают в известное электростатическое поле так, что ось капилляра совпадает с направлением вектора электрического поля, и измеряют частоту колебания 40 мениска 4 при различных значениях напряженности поля.
По полученным данным строят график зависимости частоты колебания мениска
4 от напряженности электрического по- 45 ля Е (фиг.1). Критическое значение напряженности электростатического поля Е „, при превышении которого мениск начинает колебаться, определяется равенством капиллярного 26/а и электрического Е Е /2 давлений, и может быть вычислено по формуле
4Ü
F. К аЕ где Ео — диэлектрическая постоянная;
К вЂ” коэффициент искажения.
При значениях напряженности электростатического поля ниже критической колебаний мениска не наблюдается.
Для определения напряженности электростатического поля капилляр вносят в исследуемое поле, определяют частоту колебаний поверхности мениска и по построенному калибровочному графику (фиг,1) определяют напряженность поля.
Формула и з о б р е т е н и я
1, Способ определения напряженности электростатического поля, заключающийся во введении в исследуемое поле капилляра с рабочей жидкостью, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых значений напряженности электростатического поля, измеряют частоту колебаний поверхности мениска жидкости в капилляре при выполнении условия
26 а ( у gh где а — радиус капилляра;
6 — поверхностное натяжение жидкости; плотность жидкости;
h — высота столбика жидкости в капилляре;
g — ускорение свободного падения, а искомую напряженность определяют по калибровочному графику;
2. Способ по п,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве рабочей жидкости использована техническая вода.
1566311
1б
12
Eqp 10
Составитель В.Максименко
Редактор В,Данко Техред Л.Олийнык Корректор М.Шароши
Закаэ 1220 Тираж 555 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по иэабретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
