ИСТОЧНИК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1995 года по МПК H01M6/38 H02N11/00 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в аппаратуре звуковоспроизведения, в качестве датчика в робототехнике и т.д.

Целью изобретения является расширение области применения источника за счет возможности избирательного получения тока от внешних воздействий разных направлений.

На фиг. 1 изображен источник переменного тока, продольный разрез; на фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3-5 даны варианты формы и расположения электродов; на фиг. 6 и 7 варианты внешнего воздействия магнитных полей на источник тока.

Источник переменного тока состоит из корпуса 1, заполненного электролитом 2 с частицами 3, и однородных электродов 4, 5 и 6, 7, расположенных в корпусе 1 по его периферии, при этом каждые два электрода 4, 5 и 6, 7 образующие внешние цепи, наиболее удалены друг от друга.

Для обеспечения взаимного перемещения электродов и частиц корпус может быть выполнен частично эластичным, например в виде гибкой оболочки, охватывающей жесткий электрододержатель, однако это не исключает и другие варианты его исполнения.

Электроды источника переменного тока изготовлены из различных токопроводящих материалов с одинаковым электродным потенциалом, например из меди, цинка, алюминия, графита, платины, стали и т.д.

Электролитами служат простые или загущенные растворы щелочей, солей, кислот, апротоновые растворители и другие ионопроводящие жидкости, в том числе и содержащие окисленную и восстановительную форму.

Частицы выполнены из металлов, из окислов, углерода, серы, талька и других материалов, не растворяющихся в электролите и имеющих иной электродный потенциал, чем у электродов.

Оптимальными, как показали эксперименты являются размеры частиц от 10^-6 до 10^-2 мм, способные образовывать с электролитом взвеси или пасты. Однако не исключается и применение частиц с размерами, выходящими за эти пределы.

Источник переменного тока работает следующим образом.

В статическом состоянии при неподвижных электродах и электролите с частицами ток во внешней цепи источника отсутствует. Возникновение тока происходит при взаимном перемещении электродов с электролитом и частицами, вызываемом средством внешнего воздействия.

При отклонении внешним воздействием эластичного корпуса 1 (см. фиг. 1, 2), например, в направлении электрода 4, частицы, сближаясь с этим электродом в зависимости от полярности, передают ему или принимают от него отрицательный заряд. В связи с тем, что электрод 5 не обменялся с частицами таким зарядом во внешней цепи электродов 4 и 5, возникает ток, пропорциональный внешнему воздействию. В случае внешнего воздействия в направлении электрода 5 ток изменяет свое направление на обратное. При попеременном покачивании корпуса 1 в стороны электродов 4, 5 в их внешней цепи возникает переменный по направлению ток. В цепи же электродов 6 и 7 ток в это время отсутствует, так как указанные электроды расположены вдоль оси качания корпуса и воздействие частиц с этими электродами равнозначно. При изменении оси качания, т. е. внешним воздействием на корпус в направлении электродов 6 и 7, ток будет возникать в их цепи, а в цепи электродов 4 и 5 отсутствовать.

В многоэлектродных источниках (см. фиг. 3 и 4) взаимодействие частиц с электродами осуществляется так: при отклонении внешним воздействием корпуса 1 в направлении электрода 4, 5 ось качания корпуса будет проходить по электродам 6 и 7, где ток будет отсутствовать и максимальное направление возникает в цепи электродов 4 и 5, так как они наиболее удалены друг от друга и от оси качания, при этом в цепях электродов 8-9, 10-11, 12-13, 14-15, 16-17, 18-19 также возникает напряжение, но оно будет значительно меньше, чем в цепи электродов 4 и 5.

Таким образом, по максимальному напряжению, возникающему в определенной цепи, можно установить направление внешнего воздействия, а по знаку на электродах такой цепи точно знать конкретную точку окружности источника, на которую произведено это воздействие.

Линии максимального взаимодействия электродов с частицы не всегда проходят через центр источника, так как зависят от выбранного направления внешнего воздействия. Так, например, на фиг. 5 изображен поперечный разрез источника с тремя электродами 20, 21 и 22, из которых электрод 20 общий, а электроды 21 и 22 образуют с ним различные цепи. Линии максимального взаимодействия этих электродов расположены под определенным углом α с вершиной у общего электрода 20, что позволяет получать переменный ток как по каждому направлению отдельно, так и суммарный в результате внешнего воздействия с двух направлений одновременно. На фиг. 6 показано магнитное воздействие на источник переменного тока, на фиг. 7 электромагнитное. В этом случае частицы должны быть выполнены из ферромагнитного материала, а корпус диамагнитным и не обязательно подвижным. При воздействии магнита или электромагнита в направлении электрода 4 ток возникает в цепи электродов 4 и 5. При смещении магнитного поля по окружности адекватно ему происходит и замена взаимодействующих электродов, т. е. магнитное поле ориентированно управляет источником тока, обеспечивая возникновение электрического сигнала в определенных цепях.

Источник позволяет избирательно получить ток от внешних воздействий разных направлений и тем самым значительно расширить область его применения в технике. Например, источник переменного тока на фиг. 1, 2 и 5 может быть использован в качестве стереофонической головки звукоснимателя, которая значительно надежнее, проще и дешевле головок, выпускаемых промышленностью.

Устройства на фиг. 3 и 4 могут служить для дистанционного определения силы, направления и амплитуды колебаний морских волн, ветра и т.д. без использования дополнительных источников питания, а также в качестве датчиков бесконтактного управления робототехникой путем механического воздействия на чувствительный элемент робота с любого заданного направления по окружности. При использовании в источнике частиц из ферромагнитного материала они могут быть применены, например, в качестве прибора магнитной и электромагнитной ориентации (см. фиг. 6, 7).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в аппаратуре звуковоспроизведения, в качестве датчика в робототехнике. Цель расширение области применения источника за счет возможности избирательного получения тока от внешних воздействий разных направлений. Источник переменного тока содержит корпус, заполненный электролитом, и электроды. В электролит введены частицы, имеющие электродный потенциал, отличный от электродного потенциала электродов. Электроды размещены по периферии корпуса и попарно включены на внешнюю цепь. В пару входят электроды, наиболее удаленные друг от друга. При внешнем воздействии на корпус происходит взаимное перемещение электродов и электролита с частицами. При этом через пару электродов, которая находится в направлении воздействия, течет ток. В парах электродов, расположенных не по направлению воздействия, ток отсутствует. Это позволяет избирательно различать направление и силу воздействия. Указанное свойство источника расширяет область его возможного использования. Например, он может быть использован в качестве стереофонической головки звукоснимателя, чувствительного датчика в робототехнике и т.д. 7 ил.

ИСТОЧНИК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий корпус, однородные электроды, установленные в нем с возможностью перемещения относительно электролита, включающего частицы, имеющие отличный от электродов электродный потенциал, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет избирательного получения тока от внешних воздействий разных направлений, электроды расположены от периферии корпуса и попарно имеют выводы на внешние цепи, при этом электроды каждой пары, образующей внешнюю цепь, наиболее удалены друг от друга.