Устройство для моделирования молний Советский патент 1988 года по МПК G09B23/18 

00

со о

05

00

ю

11

Изобретение пре .назначёко для демонстрации явлений; характериз ующих образование и распространение молнии

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройст ва за счет обеспечения моделирования магнитного поля молнии.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг,, 2 - блок моделирования магнитного поля канала молнии ,

Устройство для моделирования молний содержит последовательно соединеные источник 1 питс.ния, зарядный ком мутируЕощий элемент 2 блок 3 имита-- дни канала молниИд разрядный комму- тир тощий элемент 4j, блок 5 моделирования магнитного поля канала молнии и сопротивление 6 нагрузки. Второй выход блока 3 через пороговый элемен 7, одновибратор 8 и интегрирующую цепочку 9 подключе1- к управляющее входу разрядного коммутирующего элемента 4j а второй выход одновибрато ра 8 подключен к управляющему входу зарядного коммутирующего элемента 2

Блок 5 моделирования магнитного поля канала молнии выполнен в виде коаксиальной линии и содержит последовательно располо;кенные (фиг о 2) центральньй токогфовод 10j слой 11 электрической изоляцииз слой 12 нагнитного экранироЕ1ания и внешний ци линдрический токопровод 13 Слой 12 магнитного экрагоарования вьшолнен из отдельных кольцевык ферромагнитных элементов 14, На одном конце коаксиальной линии цилиндрический токопровод 13 электрическ - соединен с центральным токопроводом 10о На другом конце линии цидивдрический токопро - вод 13 и цeнтpaJ;iьньй токопровод 10 соединены соответс .. вев:но с разрядньм коммутирующим элементом 4 и сопротивлением 6 нагрузки.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии после включения напряжений ш:точинка 1 питания зарядный коммути-рующий элемент 2 замкнут J а разрядный комм тирующий элемент 4 разоьжнут. Происходит за-- ряд емкостей в блоке 2 имитации канала молнии и напрялхенне на выходе этого блока повьппаетск„ Как только величина этого напряжения достигнет Зс1данного уровня,, происходит срабать вание порогового элемента 7 и запус

э

5

0

0

b

кается одновибратор 8. Импульс с выхода одновибратора 8 закрь вает за- рядньй элемент 2 и открывает разряд- ньй коммутирующий элемент 4, Интегрирующая цепочка 9 задерживает срабатывание разрядного коммутирующего элемента 4,, что позволяет наблюдать форму фронта импульса тока на экране осциллографа. Происходит разряд блока 3 имитации кансша молнии и на сопротивлении нагрузки 6 молсно наблюдать моделируемый импульс тока молнии„

Импульс тока,, проходя через блок 5 моделирования магнитного поля капа- ла молнии, создает в сГкружаюа ем пространстве магнитное поле, Магнитное поле центрального токопровода 10 частично экранируется слоем 12 магнитного экранирования и не полностЬ О компенсирует магнитное поле возвратного тока, протекающего по внешнему цилиндрическому токопроводу 13„ В результате, на расстоянии от оси коаксиальной линии, превышающем несколько ее радиусов, существует магнитное поле, которое можно рассматривать как поле линейного тока конечной длины и повторяющее по форме и fflyльc тока в цепи блока 5 моделирования, магнитного поля. Для моделирования непрямолинейньш молний блок 5 соответствуюшрим образом изгибается, Формула изобретения 1«Устройство для моделирования мол- KJih, содержаш,ее сопротивле ше нагрузки, источник пита1ШЯ5 подключенный, через зарядный кома утирующ ш элемент к входу блока иь-штации канала молнии соединенного первым ВЬЕСОДОМ с входом разрядного коммутирующего элемента «j а вторьм выходом через пороговьй элемент с входом одновибратораj первый выход которого связан с управляющим входом зарядного коммутт-зрую- щего элемента, а второй выход через интегрирующую цепь с -/правляющим входом разрядного ког нутир ющего элемента, отличающееся тем, что5 с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения моделирования магнитного поля молкни,, оно дополнительно сод ер 5КИТ блок мoдeл фoвaния ка.гкитного поля канала молнии, вьотолненньм в виде коаксиальной линии с последовательно расположенньП Ш ценгральным токопроводом, слоем электрической

изоляции,слоем магнитного экранирования и внешним цилиндрическим токопрово- дом,причем на одном конце линии цент- ральный токоцровод соединен с цилинд- рическим токопроводом, а на другом . конце цилиндрический токопровод соединен с выходом разрядного коммутирующего элемента, а центральный токопровод соединен с сопротивлением нагрузки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения моделирования непрямолинейных молний, слой магнитного экранирования блока моделирования магнитного поля выполнен из отдельных кольцевых ферромагнитных элементов, а в целом блок моделирования магнитного поля выполнен гибким.

Изобретение относится к физическим моделям и может быть использовано для демонстрации явлeн tf, характеризующих образование и распространение молнии, а также при испытании исследовательской аппаратуры для дистанционного исследования молнии. Целью изобретешь является расширение функциональных возможностей устройстг ва за счет обеспечения моделирования магнитного поля молнии. Магнитное поле во время импульса .тока моделиру. емого разряда молнии генерируется вокруг коаксиальной линии с последовательно расположенными центральным токопроводом, слоем электрической изоляции, слоем магнитного экранирования и цилиндрическим токопроводом, Для моделирования непрямолинейных молний слой магнитного экранирования вьтолнен из отдельных кольцевых ферромагнитных элементов, а в целом коаксиальная линия выполнена гибкой. 1 3.п. ф-лы, 2 ил. о (Л CZ

иг.,

11 12 -f

Фи2.2