Способ определения напряженности электрического поля Советский патент 1975 года по МПК G01R29/12 

1

Изобретение относится к техиике высоких нанряжений и может быть исиользовано ири разработке и исследовании аипаратов электронно-ионной технологии (электрофильтры, электросепараторы и т. д.), а также в других областях техники, где нрименяются сильные электрические ноля.

Известен снособ определения иапряжениости электрического поля, основанный на введение Б исследуемое иоле свободно движущихся частин с использованием конденсатора Милликена.

Для определения разности потенциалов в ко 1денсаторе Милликена по этому способу дважды измеряют скорость падения частиц аэрозоля: при отключенном от нластнн источиике питания и ири электрическом соединении нластин между собой, после чего но разности этих скоростей, величине заряда частиц, ее размеру, площади пластин конденсатора н расстоянию между определяют искомую разность нотенциалов.

Недостаток известиого способа заключается в том, что ои позволяет определить разиость иотенциалов (иаиряженность) только однородного электростатического иоля.

Цель изобретения состоит в обеспечении возможности определения составляющих вектора напряженности трехмерного электрического поля с объемным униполярным зарядо,м

илн без него во всех точках исследуемого разрядного промежутка.

По предлагаемому способу предварительио заряжают пробиые тела так, чтобы не происходило их дололнительной подзарядки в поле с объемным униполярным зарядом, регистрируют проекции движения тел в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, определяют ио зарегистрированным кривым нараметры траекторий и определяют в различных точках составляющие вектора напряженности электрического поля на основании уравнення движения тел.

В качестве иробного тела целесообразно использовать, например, проводящие сферические щарики такого размера, чтобы они не вносили существенного изменения в распределение поля и можно было пренебречь силой сопротивления газовой среды и влиянием электрического ветра на их движение. Уравнение движения таких тел во внещней области униполярного коронного разряда и в электростатическом поле имеет вид:

dv

-qE + mg ,

т dT

а составляющие этого уравнения но трем коордииатным осям:

dVr г ,

dVy

- - /,;

dv,, j .

т -- -- Ч- qE, + ,

dt- T b

где m II t/ - соответственно масса ii заряд пробного тела;

V, Fjj, V,y и Vz - вектор скорости движения пробного тела и его составляющие по коордпнатным осям;

Е, ЕХ, Еу и EZ - вектор напряженности исследуемого поля и его составляющие но координатяым осям;

g-ускорение свободного падения тел.

На основанпп уравнений, зная массу шарика н измерив предварительно его заряд, можно определить составляющие вектора напряженности исследуемого ноля в рассматриваемой точке траектории.

Разработанный способ определения напряженности электрического поля осуществляется, например, следуюншм образом.

Сфернческие щарикп с одинаковым pa;nieром и массой дозировки через Oiiipe.-K ieiiiibiii интервал времени направляются и ycTpoJiciво для их зарядки. Для зарядки 1 1арикон мсЖно использовать униполярный коронный pn:jряд или контактный способ зарядки. Далегпод действием силы тяжести niapuKH Tipo.ncгают через узел измерения заря. каждого шарика. Для этого можно применить индукционный метод или метод отклопс1П я з; ряженного шарика в однородном электрическом ноле. При небольшом разбросе «олиЧ/п зарядоз отнадает необход1Гмост1, .измерения зг:|:.я

да клж.т.ого нтарика. Шарик с известной масссл1 и зарядом иод действием силы тяжестг :мюдяг Б исследуемое поле так, чтобы не происходила утечка заряда. В разрядном про.межутке одновременно нроизводится фотосъемка траекторий д))ижепия шариков в двух взаи.мно ;;ериендпкулярных плоскостях. Для оевеиюния промежутка используется источник с опреде.имнюй частотой вснышек света, что

необходимо для установления масштаба времени. Путем обрабо1ки фотогра-мм онределяют необходимые параметры для соответстr yionu-L точек траекторий н на основании припедепных уравнений определяют составляюHuie 15екто)а н.шряженности поля.

П р е д м е т и з о б р е т е н и я

Способ определения напряженности электрического поля, основанный на введении в

исследуемый разрядный промежуток свободно дв;1жущихся пробных тел, отличаюии йся тем, что, е целью обеопеченпя возможиости определения соетавляющ.их вектора напряженности трехмерного электрического

:1()ля с обьсмны.м униполярным зарядом или бе:; ncio во всех тоЧКах исследуемого разрядного промс/кутка, пробные тела нpeдвapитe.llJ1;о заряжазот так, чтобы не происходило их донолпптельпой подзарядки в поле е объемным уииполярпым зарядом, регистрируют проекпнн движепня тел в двух взаимно нериенднкулярных плоскостях, определяют по зарегпсгрпроваппым кривым параметры траекторий и определяют в раз.,;ичиых точках состанл; ющие вектора и;и1ряж(М1ностп элекгрического по,1я ПК ocHCisaiiiin ура 1 ненпя дви}кенп; тел.