Устройство для получения постоянного тока высокого напряжения

 

Класс 21 d", 25

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для получения постоянного тока высокого напряжения.

К авторскому свидетельству А, Ф. Иоффе, заявленному 28 января. 1934 года (спр. о перв. № 141217).

0 выдаче авторского свидетельства опубликовано 28 Февраля 1935 года. (429) Известно, что уменьшение емкости

oèñòåìû при неизменном заряде сопровождается повышением его потенциала.

На этом свойстве основаны общеизвестные устройства для получения постоянного тока высокого напряжения, в частности путем периодического изменения емкости конденсаторов, заряжае/ мых от сети с низким напряжением.

Существенным недостатком такого рода устройств, затрудняющим их применение в технике, является невозможность получения большой мощности.

Цель предлагаемого изобретения состоит в устранении указанного недостатка, что достигается особым конструктивным оформлением системы упомянутых выше конденсаторов переменной емкости.

На чертеже фиг, 1 и 2 изображают формы выполнения предлагаемого устройства.

Металлический- полый цилиндр 1, служащий неподвижйой обкладкой кон- денсатора (фиг. 1), расположен на основании 2 из диэлектрика с большой диэлектрической постоянной, с внутренней цилиндрической полостью 8, расположенной эксцентрично по отношения) к наружному цилиндру.

В полости 3 помещен вращающийся цилиндр 4 с пбверхностью, служащей второй обкладкой конденсатора и составленной из токопроводящих полос 5, расположенных продольно в аксиальном направлении на поверхности цилиндра 4 или на некоторой глубине. Низшее напряжение V, подводится в месте наибольшего сближения обкладок, а повышенное напряжение U снимается в месте наибольшего их расхождения.

При вращении цилиндра 4 расстояние между полосами- 5 и неподвижной обкладкой изменяется, соответственно чему изменяется потенциал находящихся на них зарядов.

Твердый диэлектрик основания 2 может быть заменен изолирующей жидкостью.

Изобретение предусматривает видоизменение устройства, состоящее в том, что обе обкладки выполнены движущимися в виде двух бесконечных лент б, 7 (фиг. 2), с токопроводящими полосами 8, располагаемыми перпендику-. лярно относительно направления движения. Ленты б, 7 прилегают -с двух сторон диэлектрического тела 9, с равномерно изменяющимся сечением, обусловливающим соответственное изменение емкости. Так же, как и в первом случае, первичное напряжение V, подводится к полосам 8 в месте наибольшей емкости между ними. Высокое напряжение V снимается в месте наибольшего взаимного удаления лент, где емкость между обкладками имеет наименьшее значение.

Ленты, несущие заряды, проходят замкнутый путь, заряжаясь в одних местах и разряжаясь в других.

Наибольшее количество электричества, которое может быть перенесено с одного потенциала на другой в секунду (максимальный ток) определяется следующими соображениями:

На каждом квадратном сантиметре ленты, переносящей заряд, может находиться заряд где Š— наибольшее поле, которое может существовать без разряда в среде, где это поле создается; Для воздуха Е составляет 30000%м или 100 абсолютных электростатических единиц, а а = 8,а с двух сторон 2 o = 16.

Если ширина ленты В, а скорость ее движения V, то,наибольшая сила тока:

Уш = отВ 17 ° ° ° ° (2), принимая B=1 м=100 см, à V от 10 до 20 м/сек, получаем

I =8 100 2000=1 6 10 абс, ед.

Если создаваемый потенциал составляет 300000 8/см = 1000 абс. ед., то мощность-, создаваемая 1 м ширины ленты1K=I V= i 6 10 1 000=

=1 6 10 эрг =160 и .

При двухстороннем использовании ленты (что очень трудно осуществить конструктивно), можно получить

И =320 В .

Этн пределы тока и мощности повышены в предлагаемых устройствах следующим образом:

1. Перенесением электрического поля в диэлектрик, для которого при условиях постоянного напряжения в каждом данном месте можно принять

Е =300000е/см — 600000 — = см

=1000 — 2000 абс. ед е= 4 — 8.

Наконец, скорость при конструкции, представляющей собой вал, вращающийся в изолирующей жидкости, может быть принятаравной 100м/сек=104см/сек.

Таким образом, согласно выражению (2), получаем для тока,- взяв средние значения Е и а:

I 100 10 ° =7 5 ° 108 абс. ед.

А для мощности при том же напряжении в 300000 в/см ,В =7 5 10 10 =7 5 10" эрг=75квт, т. е. в 200 раз больше, чем в существующих устройствах Бан-де Графа и такого же порядка, как в современных динамомашинах того же габарита.

Устройство позволяет генерировать постоянный ток высокого напряжения за счет низковольтного тока и механической. работы. Если коэфициент трансформации напряжения равен К, то при1 ходится затрачивать — низковольтной

К

1 энергии и 1 — — механической раК боты. При подведении высоковольтной

1 энергии получается — низковольтной и

К

1 — — работы на валу машины.

К

Пр едм ет изоб р етения.

1. Устройство для получения постоянного тока высокого напряжения, основанное на периодическом изменении емкости заряжаемого от сети с низшим напряжением конденсатора, отличающееся тем, что одна обкладка указанного конденсатора (неподвижная), выполненная в виде металлического цилиндра, расположена па основании из диэлектрика с большой диэлектрической постоянной, снабженном внутренней цилиндрической, расположенной эксцентрично по отношению к наружной обкладке полостью,, в которой помещен вращающийся цилиндр с поверхностью, служащей второй обкладкой. конденсатора, причем низшее напряжение подводится в месте наибольшего сближения обкладок, а снимается в месте наибольшего их расхождения.

2. Форма выполнения по п. 1, отличающаяся тем, что на вращающемся фиг.! цилиндре размещены продольные в аксиальном направлении токонроводящие полосы.

3. Форма выполнения по п. 1, отличающаяся тем, что вращающийся цилиндр помещен эксцентрично внутри металлического цилиндрического сосуда, заполненного изолирующей жидкостью, стенки которого служат неподвижной обкладкой конденсатора.

Эксперт Д. В. Васильев

Редактор Н. Н. Григорьев

4. Видоизменение устройства по и. 1, отличающееся тем, что обе обкладки. выполнены движущимися в виде бесконечных лент с токопроводящими полосамн, прилегающих с обеих сторок дяэлектрнческого тела с равномернэ изменяющимся сечением, обусловливающчм соответственное изменение ем.— кости конденсатора.

Тип.,Смена Зак, 19t1 — 506