Дискуссионный математический форумМатематический форум
Математический форум Math Help Planet

Обсуждение и решение задач по математике, физике, химии, экономике

Теоретический раздел
Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]
новый онлайн-сервис
число, сумма и дата прописью

Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Генератора Ван де Граафа
СообщениеДобавлено: 18 сен 2018, 14:50 
Не в сети
Начинающий
Зарегистрирован:
18 сен 2018, 14:23
Сообщений: 2
Cпасибо сказано: 0
Спасибо получено:
0 раз в 0 сообщении
Очков репутации: 1

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Генератора Ван де Граафа

Аннотация

Физический принцип работы генератора Ван де Граафа до сих пор не выяснен, а имеется лишь техническая схема генератора. Нет и расчётных соотношений, которые дают возможность рассчитать такой генератор. В статье представлена физическая схема генератора и его математическая модель, а также показано, что принцип его работы основан на использовании закона параметрической самоиндукции. Получены расчётные соотношения, позволяющие рассчитать параметры генератора. Рассмотрены бесколлекторные генераторы и умножители постоянного напряжения.
Ключевые слова: генератора Ван де Граафа, вольт, ёмкость, параметрическая самоиндукция, умножитель постоянного напряжения, генератор постоянного напряжения.

1. Введение

Генератор Ван де Граафа (рис. 1) длительное время был основным источником высоких напряжений и широко использовался в статических ускорителях. Он и до сих пор с успехом используется в различных лабораториях во всём мире.
Первый генератор был разработан американским физиком Робертом Ван де Граафом в 1929 году и позволял получать разность потенциалов до 80 киловольт. В 1931 и 1933 им же были построены более мощные генераторы, позволившие достичь напряжения в 1 миллион и 7 миллионов вольт [1]. Но, не смотря почти столетнюю историю этого генератора, принцип его работы не известен до настоящего времени.

Изображение

Рис. 1. Генератор Ван де Граафа

Генератор Ван де Граафа состоит из диэлектрической (шёлковой или резиновой) ленты 4, которая движется при помощи вращающихся роликов 3 и 6, причём верхний ролик диэлектрический, а нижний металлический и соединён с землёй. Верхняя часть ленты находится в металлической полусфере 1. Два электрода 2 и 5 в форме щёток находятся на небольшом расстоянии от ленты и служат для электризации ленты и снятия с неё зарядов. Щётка 5 служит для ионизации воздуха, высокое напряжение на которую подаётся от источника 7. Образующиеся положительные ионы под действием силы Кулона движутся к заземлённому ролику 6 и оседают на ленте. Движущаяся лента переносит заряд внутрь сферы 1, где он снимается щёткой 2, под действием силы Кулона заряды выталкиваются на поверхность сферы и поле внутри сферы создается только дополнительным зарядом на ленте. Таким образом, на внешней поверхности сферы накапливается электрический заряд. Возможность получения высокого напряжения ограничена коронным разрядом, возникающим при ионизации воздуха вокруг сферы.
Современные генераторы Ван де Граафа вместо лент используют цепи, состоящие из чередующихся металлических и пластиковых звеньев, которые называются пеллетронами.
К сожалению, приведенная схема генератора является лишь технической схемой, а физический принцип его действия до сих пор не выяснен. Не понятно, какие причины вызывают увеличение потенциала зарядов, расположенных на ленте, при её движение снизу вверх. Неясно также будет ли функционировать генератор, если движущуюся ленту расположить горизонтально земной поверхности. Не ясно также, каким способом может быть изменена полярность генератора. А поскольку ни физическая, ни математическая модель генератора пока не разработана, то его совершенствование может проводиться только методом проб и ошибок. С этим и связано то обстоятельство, что со времён изобретения генератора Ван де Граафа его конструкция практически не изменилась.
Подробнее http://fmnauka.narod.ru/generator_van_de_graafa.pdf

Ссылки
1. Darryl J. Leiter. Van de Graaff, Robert Jemison // A to Z of Physicists, 2003, р. 312.

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
 Заголовок сообщения: Re: Генератора Ван де Граафа
СообщениеДобавлено: 23 сен 2018, 14:20 
Не в сети
Light & Truth
Аватара пользователя
Зарегистрирован:
16 июн 2016, 15:38
Сообщений: 6756
Откуда: Калининградская область
Cпасибо сказано: 994
Спасибо получено:
492 раз в 461 сообщениях
Очков репутации: 57

Добавить очки репутацииУменьшить очки репутации
Fedor Mende писал(а):
Не ясно также, каким способом может быть изменена полярность генератора.

Изменением полярности включения источника высокого напряжения 7 на обратную. По сути, сабж не является сугубо генератором, как, к примеру, изобретённая ранее Электрофорная машина, а является механическим повышающим трансформатором напряжения.

PS
Кстати, в приведённой ТС статье коэффициент трансформации неверно выведен и сделано ошибочное заключение, что запасённая меньшим конденсатором энергия возросла и механическая энергия якобы преобразовалась в электрическую, ну и КПД, как следствие, не верно посчитали.
Должно быть так:

[math]W=\frac{ CU^{2} }{ 2 }=\frac{ C_{0}U_{0}^{2} }{ 2 }=const[/math]

[math]\frac{ C_{0}U_{0}^{2} }{ CU^{2} }=1[/math]

[math]\frac{ C_{0} }{ C }=\frac{ U^{2} }{ U_{0}^{2} }[/math]

[math]k^{2}=\frac{ U^{2} }{ U_{0}^{2} }=\frac{ C_{0} }{ C }[/math]

[math]k=\sqrt{\frac{ C_{0} }{ C }}[/math]

Это бред имхо:

Изображение

Вернуться к началу
 Профиль  
Cпасибо сказано 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему      Страница 1 из 1 [ Сообщений: 2 ]

 Похожие темы   Автор   Ответы   Просмотры   Последнее сообщение 
Метод эквивалентного генератора

в форуме Электричество и Магнетизм

Shin

2

574

26 июн 2015, 13:23

Моделирование униполярного генератора

в форуме Электричество и Магнетизм

Safonov_Denis

0

295

11 май 2021, 17:54

Оптимизация генератора троек

в форуме Информатика и Компьютерные науки

7alek7

44

602

16 май 2023, 04:39

МОДЕЛЬ ГЕНЕРАТОРА ПСЕВДОСЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ

в форуме Объявления участников Форума

paseoalbert

0

335

10 ноя 2014, 00:53


Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 23


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Яндекс.Метрика

Copyright © 2010-2023 MathHelpPlanet.com. All rights reserved