Способ исследования переменного электрического или магнитного поля

 

№ 67759

Класс 21е, 12

21е, 37ва

СССР

ОПИСАНИК ИЗОЬ ЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана СССР

А. А. Княжев и П. П. Иванов

СПОСОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ИЛИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Заявлено 20 августа 1943 г. в Наркомэлектропром СССР за № 259 (323640) 1

Опубликовано 31 декабря 1946 г.

Настоящее изобретение касается способа исследования переменного электрического или магнитного поля путем введения в исследуемые точки поля диэлектрических или соответственно металлических частиц или зондов, Предлагаемый способ существенно отличается от известных способов подобного исследования. Сущность его состоит в том, что потенциал или напряженность данной точки поля определяется по изменению емкости или индуктивности исследуемой системы, которое возникает при введении зонда (металлического шарика, короткозамкнутого витка или шарика из диэлектрика) в данную точку поля. Об изменении емкости или индуктивности судят по изменению частоты высокочастотного генератора, в колебательный контур которого включена исследуемая система.

Предлагаемый способ дает возможность определять конфигурацию поля при любых значениях интенсивности поля, производить исследование в весьма широком диапазоне частот и при очень малых искажениях исследуемого поля и позволяет определять не только качественную картину исследуемого поля, но допускает количественный анализ поля различных реальных электрических систем. Определение изменения частоты высокочастотного генератора, в колебательный контур которого включен исследуемый объект, может производиться, например, с помощью известного метода вторичных нулевых биений.

Изложенное поясняется чертежом на фиг. 1 которого показана электрическая схема устройства, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ исследования, а на фиг. 2 и 3 — экспериментальные графические изображения рас пределения силовых и эквипотенциальных линий двух разных электрических систем (разрядник и соленоид), полученные по методу вторичных нулевых биений

На фиг. 1 показано: 1 — кварцевый генератор, 2 — стабильный генератор с плавным изменением и точной регулировкой частоты, 8— исследуемый объект, включенный в колебательный контур стабильного генератора, 4 †зо для исследования поля, 5 — смеситель частот, 6 †детект и второй смеситель частот, 7 †генерат низкой частоgо o67759 ты (1000 Hz), 8 — прибор для слухового контроля вторичных биений.

Представленная схема особенно добна для исследования переменного электрического или магнит уд тного поля, конденсаторов емкости или катушек индуктивности.

Частота кварцевого генератора и диапазон частот стабильного генератора выбираются в таком соотношении, чтобы имелась возможность получить биения этих частот.

Исследуемый объект подключается к стабильному генератору таким образом (последователь:ю или параллельно колебательному контуру), чтобы малые изменения емкости или индуктивности исследуемого объекта, возникающие при перемещении зонда, вызывали соответствующие изменения частоты генератора.

Биения между частотой кварцевого генератора и частотой стабильного генератора (на основной частоте или на обертонах) после детектирования сравниваются с частотой генератора низкой частоты (— 1000

Hz) . Получающиеся в результате смешения вторичные биения контролируются на-слух с помощью телефона. После введения зонда в поле исследуемого объекта настраивают стабильный генератор таким образом, чтобы получились вторичные нулевые биения. Передвигая зонд в том или ином направлении, получают изменение вторичных биений или поддерживают их неизменными (сохраняются нулевые вторичные биения).

Геометрические места точек поля, в которых перемещение зонда не вызывает изменения вторичных биений (нулевые биения), соответствуют эквипотенциальным или силовым линиям электрического или магнитного поля. Для исследования переменного электрического поля могут применяться следующие зонды: незаземленный металлический шарик или шарик из д иэлектрика (силовые линии), заземленный металлический шарик (эквипотенциальные: линии). Для исследования переменного магнитного поля могут цримвняться незаземленыый металлический шарик или короткозамкнутый виток ма лого диаметра (силовые линии).

Размеры шариков и витков могут изменяться в зависимости от геометрических размеров исследуемого объекта и частоты переменного поля.

Практические размеры зондов могут быть следующие: диаметр шарика от 1 до 4 мм, диаметр витка— от 2 до 5 мм. В качестве материала для шариков из диэлектрика могут применяться любые электроизоляционные материалы.

Зонды закрепляются на концах тонких изоляционных стержней. В качестве таких стержней могут при меняться стеклянные т|рубки диаметром от 10 до 20 мм с оттянутыми концами диаметром 1 /> — 2 мм. Длина трубок выбирается в зависимости от исследуемого объекта

Для удобства измерения трубки закрепляются на подвижном шарнире в соответствующем штативе.

Область применения предлагаемо го способа весьма обширна, С помощью этого способа имеется возможность производить эксперимен тальное исследование переменных электрических и магнитных полей в различных системах с сосредоточенными и распределенными электрическими постоянными.

Наиболее удобно применять данный способ: 1) при исследовании и конструировании отдельных элементов электрических схем (катушек индуктивностей, конденсаторов емкости, переключателей, электронных ламп и пр.), 2) в случае исследования вопросов экранировки, термокомпенсации схем и деталей, распределения полей вокруг диэлектриков (изоляторов), при исследовании излучающих систем, кабелей, различных симметричных систем, при исследовании аппаратуры электрорадиотерапии и т д.

Графическое изображение эквипотенциальных линий переменного электрического поля по фиг. 2 заснято на частоте 3 mHz; точки эквипотенциальных линий определялись с помощью заземленного металлического шарика диаметром 1 мм. Изображение переменного электромаг№ 67759

Фиг. 1 нитного поля по фиг. 3 производилось на той же частоте; здесь жирными линиями показаны силовые линии магнитного поля, точки которого определялись с помощью изолированного от земли короткозамкнутого витка диаметром 4 мм, сделаняого из медного провода диаметром

0,4 мм; пунктиром показаны эквипотенциальные ливии электрического поля, точки которого определены с помощью заземленного металлического шарика дйаметром 1 л м; сплошными тонкими линиями пока-. зано расположение силовых линий переменного электрического поля (буквой Э обозначен заземленный экрач), графически построенного по эквипотенциальным линиям.

Предмет изобретения

1. Способ исследования переменного электрического или магнитного поля путем введения в исследуемые точки поля диэлектрических или, соответственно, металлических частиц или зондов, о т л и ч а ющ и йся тем, что потенциал или напряженность данной точки поля определяют по происходящему при введении указанных частиц или зондов изменению емкости или индуктивности контура, в состав которого входят приборы, содержащие исследуемое поле.

2. Прием выполнения способа по п. 1, состоящий в том, что об изменениях емкости или индуктивности контура судят по изменениям частоты высокочастотного генератора, в схему которого включен этот контур.

¹ 67759 — 4

Фиг. 2

Фиг. 3

3кРаН (аямлен)

Отв. редактор А. Н. Паиасеико.

Техн. редактор Л. М. Уша„

Л24870 Подписано к печати 15/I 1949 г. Тираж 500 экз. Цена 85 K. 3ак 1830

Тип. «Московский печатник».