Устройство для получения постоянного тока высокого напряжения Советский патент 1935 года по МПК H02M3/18 H01G5/12 

Известно, что уменьшение емкости сгистемы при неизменном заряде сопровождается повышением его потенциала. На этом свойстве основаны обшеизвестные устройства для полученияпостоянного тока высокого напряжения, в частности путем периодического изме нения емкости конденсаторов, заряжае мых от сети с низким напряжением.

Существенным недостатко { 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 /, служащий неподвижной обкладкой кондёнсатора (фиг. 1), расположен на основании 2 из диэлектрика с большой диэлектрической постоянной, с внутренней цилиндрической полостью 3, расположенной эксцентрично по отнощен шо к наружному цилиндру.

В полости 3 помещен вращающийся цилиндр 4 с пбверхностью, служащей

(429)

второй обкладкой конденсатора и составленной из токопроводящих полос 5, расположенных продольно в аксиальном направлении на поверхности цилиндра 4 или на некоторой глубине. Низшее напряжение Vi подводится в месте наибольшего сближения обкладок, а повышенное напряжение К 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 6, 7 (фиг. 2), с токопроводящими полосами S, располагаемыми перпендикулярно относительно направления движения. Ленты 6, 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 Vi подводится к полосам В в месте наибольшей: емкости между ними. Высокре напря

жение F, 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 (максимальньтй ток) определяемся следующими соображениями:

На каждом квадратном сантиметре ленты, переносящей заряд, может находиться заряд

где Ет-наибольшее поле, которое может существовать без разряда в среде, где это поле создается.- Для воздуха Ет составляет 30000 в/см или 100 абсолютных электростатических единиц, а а 8,а с двух сторон .

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

/;„ а«5- V . , . . (2),

принимая см, а К от 10 до 20 Mice к, получаем

/;„ 8-100 2000 1-6-10« абс. ед.

Если создаваемый потенциал составляет 300000 1000 8.6с.. ед., то мощность-, создаваемая 1 м ширины ленты

, 1Q-1000 1 -6- 10 эрг 160 W.

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

Эти 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

Ет 300 000 elcM - 600 000 -

f Л

1000 - 2000 абс. ед

6 4 - 8.

Наконец, скорость при конструкции, представляющей собой вал, вращающийся в изолирующей жидкости, может бъпьпринягаравнок100м/сек 10 см/сек. Таким образом, согласно выражению (2), получаем для тока, взяв средние значения „ и s:

6-1-500

100 10 7-5-10

абс. ел.

А для мощности при том же напряжении в 300000 в/см . 5 10« 5 10 эрг 7оквт. т. е. в 200 раз больще, чем в существующих устройствах Ван-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 /С то приходится затрачивать низковольтной

1

механической раэнергии и

боты. При подведении высоковольтной

энергии получается -г низковольтной и

К.

I . 17 работы на валу машины.

А /

Предмет изобретения.

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 на основании из диэлектрика с больщой диэлектрической постоянной, снабженном внутренней цилиндрической, расположенной эксцентрично по отнощению к наружной обкладке полостью, в которой помещен вращающийся цилиндр с поверхностью, служащей второй обкладкой конденсатора, причем низшее напряжение подводится в месте наибольшего сб.ижения обкладок, а снимается в месте наибольшего их расхождения.

2.Форма выполнения по п. 1, отличающаяся тем, что на вращающемся

цилиндре размещены продольные в аксиальном направлении токонроводящие полосы.

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

4. Видоизменение устройства по п. 1, отличающееся тем, что о5е обкладка выполнены движущимися в виде бесконечных лент с токопроводящимн полосами, прилегающих с обеих сторок диэлектрического тела с равномери изменяющимся сечением, обусловливающим соответственное изменение емкости конденсатора.