Индикатор электростатического поля – Ответы Mail.ru: Пара вопросов

Индикатор электростатического поля

 

Изобретение относится к технике измерений. Цель изобретения — упрощение конструкции. Индикатор содержит горизонтальную балку 1, выполненную из электрета в форме двух конусов, соединенных между собой основаниями, и закрепленную на оси 2, которая снабжена узлом 3 компенсации вращательного момента, диэлектрический корпус 4, на который нанесена измерительная шкала 5. Для определения вектора напряженности электростатического поля индикатор дополнительно содержит ось 6 с элементом 7 подвеса в виде эллипса и узел 8 компенсации вращательного момента. В элементе 7 крепится ось 2 балки 1, что обеспечивает перемещение балки 1 в горизонтальной плоскости. При поднесении индикатора к неравномерно заряженному объекту или объекту сложной геометрической формы балка 1 поворачивается так, что острие стрелки, заряженное противоположным знаку заряда концентратора полюсом, устанавливается в положение, показывающее направление наибольшего градиента поля, и по положению стрелки относительно шкалы 5 в виде координатной сетки получают оценочное значение напряженности электростатического поля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1511 4 G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2)) 4236759/24-09 (22) 28 ° 04 . 87 (46) 07.05.89. Бюл. № 17 (71) Московский институт тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (72) М .Ю. Бродский, О.В. Харламов, А.С. Малевский †Малев и А.К. Евменов (53) 621 .31 7 .328(088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1155966, кл. G 01 R 29/14, 1983.

Jamazaki Tor i, Kobaya shi Minor i.

Дэнси сидзюцу сочо Кэнсюсе ихо.

Bull ..Electrotechn, Lab, 1 976, 40, No 6, р. 481-486. (54) ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО

ПОЛЯ (57) Изобретение относится к технике измерений. Цель изобретения— упрощение конструкции. Индикатор содержит горизонтальную балку 1, выполненную из электрета в форме двух конусов, соединенных между собой основаниями, и закрепленную на оси 2, „„Я0„„1478159 А1 которая снабжена узлом 3 компенсации вращательного момента, диэлектрический корпус 4, на который нанесена измерительная шкала 5. Для определения вектора напряженности электростатического поля индикатор дополнительно содержит ось 6 с эл-том 7 подвеса в виде эллипса и узел 8 компенсации вращательного момента. В элте 7 крепится ось 2 балки 1, что обеспечивает перемещение балки 1 в горизонтальной плоскости. При поднесении индикатора к неравномерно заряженному объекту или объекту сложной геометрической формы балка 1 поворачивается так, что острие стрелки, заряженное противоположным знаку заряда концентратора полюсом, устанавливается в положение, показывающее направление наибольшего градиента поля, и по положению стрелки относительно шкалы 5 в виде координатной сетки получают оценочное значение напряженности электростатического поля. 2 ил;

1478159

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться .для контроля величины напряженности электрического поля на взрывоопасных производствах, сопровождающихся электризацией перерабатываемых материалов, в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промьппленности, 10

Цель изобретения — упрощение конструкции.

На фиг, 1 приведена конструкция индикатора электростатических по» лей, на фиг. 2 — конструкция инди- 15 катора для определения вектора налряженности электростатического поля.

Индикатор электростатического поля содержит горизонтальную балку Г, выполненную из электрета в форме двух конусов, соединенных между собой основаниями,,и закрепленную на оси 2, которая снабжена узлом 3 компенсации вращательного момента, диэлектрический корпус 4, на который нанесена

25 измерительная шкала 51 индикатор для определения вектора напряженности электрического поля дополнительно содержит дополнительную ось 6 с элементом 7 подвеса, второй узел 8 компенсации вращательного момента.

Индикатор электрических полей работает следующим образом.

При внесении индикатора в электро- 35 статическое поле заряженного объекта за счет сил Кулоновского взаимодействия электростатических зарядов горизонтальной балки 1, выполненной из электрета, и зарядов, наэлектри- 4О зованного объекта горизонтальная балка 1 приводится в движение. При этом она поворачивается, фиксируется в по. ложении, которое- определяется соотношением сил электростатического 45 взаимодействия и жесткостью регулируемого узла 3 компенсации вращательного момента, по положению горизонтальной балки 1 относительно измерительной шкалы 5, нанесенной на внутреннюю поверхность корпуса 4, судят о величине напряженности электростатического поля. Выполнение горизонтальной балки 1 в виде двухсторонней стрелки из электрета, со сторонами, заряженными противоположными знаками, обеспечивает высокую концентрацию электростатических зарядов на остриях стрелки, что обуславливает высокую чувствительность индикатора, а ее конусообразность обеспечивает равномерность распределения поля по образующей стрелки, в данном индикаторе чувствительность горизонтальной балки 1 позволяет визуально регистрировать величину напряженности электростатического поля без применения дополнительных электроизмерительчых приборов . Сходимость результатов оценки напряженности электростатического поля обеспечивается размещением индикатора на определенном расстоянии от поверхности, причем его чувствительность может регулироваться либо регулируемым узлом 3 компенсации вращательного момента, либо расстоянием между индикатором и

1 объектом измерения. Для определения вектора напряженности электростати— ческого поля индикатор содержит второй узел 8 компенсации вращательного момента, дополнительную ось 6 с элементом подвеса в виде эллипса 7, в котором крепится ось 2 горизонтальной балки 1, что обеспечивает перемещение горизонтальной балки 1 в горизонтальной плоскости. При поднесении индикатора к неравномерно за» ряженному объекту или объекту сложной геометрической формы горизонтальная балка 1 поворачивается таким образом, что острие стрелки, заряженное противоположным знаку заряда концентрата.полюсом, устанавливается в положение, показывающее направление наибольшего градиента поля, и по положению стрелки относительно измерительной шкалы 5 в виде координатной сетки получают оценочное значение напряженности электростатического поля.

Индикатор электростатического поля состоит из восьми элементов, об» ладает незначительным весом и может быть выполнен в миниатюрном исполнении. Индикатор не требует дополнительного питания, так как использует энергию, запасенную электретом в процессе его изготовления. Использование корпуса из диэлектрического материала обеспечивает практически полную искробезопасность уст» ройства, его необходимо при оценке напряженности электростатических полей во взрывоопасных производствах.

1478159

Конструкция индикатора позволяет проводить оценку напряженности поля в производственных условиях в непрерывном режиме и использовать его в качестве датчика опасного уровня электризации.

Формула изобретения

Индикатор электростатического поля, содержащий горизонтальную балку, установленную с возможностью вращения, ось, регулируемый узел компенсации вращательного момента и индикатор, отличающийся тем, 15 что, с целью упрощения конструкции, горизонтальная балка выполнена из электрвта и имеет форму двух кону= сов, соединенных между собой основаниями и заряженных зарядами противоположных знаков, причем. горизонтальная балка закреплена на оси, а индикатор выполнен в виде диэлектрического корпуса, на поверхность которого в плоскости угла поворота горизонтальной балки нанесена измерительная шкала, при этом внутри диэлектрического корпуса размещены ось, которая закреплена в стенках диэлектрического. корпуса с возможностью вращения, и регулируемый узел компенсации вращательного момента, соединенный с осью.

   

findpatent.ru

Индикатор полярности электростатического поля

 

Союз Советских

Социапистичесиих

Рес убпии (61) Дополнительное и авт. свид-ву— (5l ) NL. Кл.

6 О1 R 29/12 (22)Заявлено 01.04.81 (21) 3267623/18-21 с присоединением заявки М— (23 ) П риоритет9кудеротееииый квинтет

СССР ио делен изобретений и открытий (5З) Ю,К621 ° 3!7..7(088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень М 40

Дата опубликования описания 30 . 10.82 (72) Авторы изобретения

А. P. Мальцев, И. Н. Елисеев и С. Г. Частников (7i ) Заявитель (54) ИНДИКАТОР ПОЛЯРНОСТИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО

ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для определения полярности электростатических полей, например, при исследовании электризации, профилактике пожаровзрывоопасных ситуаций и др.

Известен индикатор полярности электростатического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, выполненный в виде роторного модулятора, усилитель, связанный с входом блока обработки сигнала, блок опорного сигнала, выполненный в виде высокочастотного генератора и индикатор положительной и отрица-. тельной полярности 1

Недостатком известного индикатора является низкая надежность и чувствительность.

Известен индикатор полярности электростатического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, выполненный в виде роторного модулятора, усилитель, связанный с входом блока обработки сигнала, блок опорного сигнала, выполненный в виде фотоимпульсного преобразователя, и

:индикатор положительной и отрицательной полярности, соединенный с выходом фотоимпульсного преобразователя (2).

Недостатками этого устройства являются низкая надежность и чувствительность. Блок опорного сигнала известного устройства сложен конструктивно, требует точной взаимной установки отдельных элементов и юстировки механических узлов, что снижает надежность работы устройства. Низкая чувствительность известного устройство ва обусловлена недостатками, присущими способу, положенному в основу определения полярности и. заключающемуся в сравнении амплитуды измеряемого и опорного сигналов, при котором опор3 97027 ный сигнал в зависимости от знака на»

f пряженности поля может совпадать с фазой измеряемого сигнала или находиться в противофазе с ним. Вввиду недостаточной чувствительности опре деление полярности слабых электростатических полей известныы устройством не дает желаемого результата.

Цель изобретения — повышение надежности индикации и чувствительнос- ip ти устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в индикатор полярности электроста. тического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, вы- д полненный в виде ротора, соединенного с двигателем, и статорной пластй ны, соединенной с входом усилителя, блок опорного сигнала и индикатор положительной и отрицательной полярности, дополнительно введены вторая ста торная пластина, второй усилитель» блок совпадения и блок ЗАПРЕТ, при этом ротор преобразователя электростатического поля выполнен в виде цилин- дра с прямоугольными прорезями по образующим,распределительными равномерно и диаметрально противоположно, первая статорная пластина преобразователя электростатического поля идентична по форме прорези ротора и расположена внутри ротора параллельно его образующим, вторая статорная пластина, идентичная первой, расположена внутри ротора диаметрально противоположно

35 ей,. вход второго усилителя соединен с второй статорной пластиной, блок опорного сигнала, выполненный в виде источника постоянного напряжения и электрода, который подключен к выходу источника постоянного напряжения и установлен с наружной стороны ротора напротив второй статорной пластины, помещен в экран„ индикатор положительной и отрицательной полярности выпол45 нен в виде двух .элементов индикации, а выходы усилителей соединены с входами блока совпадения и блока ЗАПРЕТ, причем разрешающий вход блока

ЗАПРЕТ связан с выходом второго усилителя, а выходы блока совпадения и блока ЗАПРЕТ соединены с входами элементов индикации положигельной и отрицательной полярности соответственно. В качестве блока опорного сиг- нала может быть использован электрет.

На фиг. 1 схематически изображен индикатор полярности электростатического поля; на фиr. 29 и 5 приведены импульсы заряда Я ИИ*ъ и Ч инда» инду цированные на статорйых пластинах 3 и 4 при различном знаке напряжения электростатического поля, соответствующие им двуполярные импульсы тока

i+ и во входных цепях усилителей, импульсы U и U6 напряжения на выходах усилителей и импульсы напряжения на выходе блока ЗАПРЕТ 08 и блока совпадения 0„.

Индикатор полярности электростатического поля содержит двигатель 1, на валу которого жестко закреплен электрически связанный с землей цилиндрический ротор 2 с прямоугольными прорезями по образующим цилиндра, распределительными равномерно и диаметрально противоположно, статорные пластины 3 и 4, идентичные по форме прорезям ротора и установленные внутр». ротора параллельно его образующим и диаметрально противоположно по отношению друг к другу, усилители и 6, блок 7 совпадения, блок 8 ЗАПРЕТ, индикаторы положительной 9 и отрицательной 10 полярности, источник 11 постоянного напряжения, например положительной полярности, электрод 12, подключенный к выходу источника постоянного напряжения и установленный с наружной стороны цилиндрического ротора против статорной пластины 4, и экран 13.

В качестве блока опорного сигнала может быть использован электрет.

Индикатор полярности электрических зарядов работает следующим образом.

При вращении двигателя 1 секторы цилиндрического ротора 2 периодически экранируют статорные пластины 3 и

4, осуществляя модуляцию электростатического поля Е, полярность которого необходимо определить, и электрического поля источника 11 постоянноГо напряжения известной полярности, например положительной. При этом на статорных пластинах 3 и 4 периодически появляются индуцированные заряды, величина которых изменяется во времени в соответствии с фиг. 2. Знак импульсов индуцированных зарядов противоположен полярностям электростатического поля и электрического поля источников, вызвавших эти импульсы.

Импульсам индуцированных зарядов соответствуют двуполярные импульсы тока во входных цепях усилителей 5 и

6. Усилители 5 и 6 воспринимают им0271 6

15

Формула изобретения

97 пульсы тока только определенной полярности, в результате на выходе усилителей появляются импульсы напряжения, не совпадающие во времени при различной полярности электростатического поля и электрического поля источника 11 постоянного напряжения -Ео и +U (фиг. 2а) и совпадающие во времени при +Ео и +о (фиГ. 2о). Ввиду того, что вйход усилителя 6 соединен с разрешающим входом блока ЗАПРЕТ 8, в первом .случае (-Ео и +U фиг. 2O) импульс с выхода усилителя 5 пройдет на выход блока ЗАПРЕТ и соот» ветственно на вход индикатора.10 отрицательной полярности, при положительной полярности электростатического поля +Е (фиг, 2д) импульсы напряжения совпадают во времени, поэтому на выходе блока 7 совпадения появляется импульс, воздействующий на вход индикатора 9 положительной полярности.

При необходимости регистрации изменения полярности электростатического поля в индикаторах 9 положительной и 10 отрицательной полярности можно предусмотреть кнопку или контакт

«Сброс», с помощью которых осущест влять сброс показаний вручную или автоматически через определенный промежуток времени, например с помощью реле времени, включающегося при приходе первого импульса.

Индикатор полярности электростатического поля имеет более простую схему индикации знака поля по сравнению с известными устройствами. В устройстве нет механических узлов, требующих юстировки. В результате изобретение позволяет повысить надежность индикации полярности электростатического поля при относительной простоте устройства. Ввиду того, что процесс детектирования полярности электростатического поля в данном устройстве основан на логическом сравнении сигналов (при совпадении во времени последовательностей импульсов, полученных в результате модуляции индициру» емого электростатического поля и электрического поля опорного источника полагают полярность электростатического поля положительной, при несовпадении — отрицательной), результат индикации полярности не зависит от соотношения амплитуд измеряемого и опорного сигналов (фиг. 2с1ф). Это гозволяет определить полярность слабых электростатических полей, т. е. данное изобретение имеет повышенную чувствительность и расширяет нижнюю границу измеряемого диапазона. Чувствительность устройства определяется параметрами входной электрической цепи усилителя 5 и при использовании элементов электрояетрической аппаратуры может быть весьма, высокой, поскольку погрешность, вносимая опорным сигналом,не влияет на результат измерения.

Предлагаемый индикатор полярности электростатического поля позволяет повысить надежность индикации и чувствительность устройства.

Индикатор полярности электростатического поля, содержащий преобразователь электростатического поля, выпол» ненный в виде ротора, соединенного с дви: гателем и статорной пластины, соединенный с входом усилителя, блок опорного сигнала и индикатор положительной и отрицательной полярности, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности индикации и чувствительности, в него дополнительно введе. ны вторая статорная пластина, второй усилитель, блок совпадения и блок

ЗАПРЕТ, при этом ротор преобразователя электростатического поля выполнен в виде цилиндра с прямоугольными прорезями по образующим, распределенными равномерно и диаметрально противоположно, первая статорная пластина преобразователя электростатического поля идентична по форме прорезям ротора и расположена внутри рОтора параллельно его образующим, вторая статорная пластина, идентичная первой, расположена внутри ротора диаметрально .противоположно ей, вход второго усилителя соединен с второй статорной пластиной, блок опорного сигнала, выполненный в виде источника постоянного напряжения и электрода, который подключен к выходу источника постоянного напряжения и установлен-с наружной стороны ротора напротив второй статорной пластины, помещен в экран, индикатор положительной и отрицательной полярности выполнен в виде двух элементов индикации, а выходы усилителей соединены со входами блока совпадения и блока ЗАПРЕТ, причем разреаказ 8381/55 одписное шающий вход блока ЗАПРЕТ связан с выходом второго усилителя, а выходы блока совпадения и блока ЗАПРЕТ соединены с входами элементов индикации положительной и отрицательной полярности соответственно.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богуш Е.Г., Гросс Л.Г., Краацов Л.И., Павленко E.Ñ. и Петров itI,A

970271 8

Измеритель электростатических зарядов

ИЭЗ-П. — «Измерительная техника», 1Я78, 16.5, с. 70.

2. Абрамян В. К., Авакян В.В., Айрапетян Г.Г. и Бекяшев Р.Х. Устройства для контроля уровня электризации в аппаратах с двухфазной системой газ-твердые частицы. — «Измерительная техника», 1978, и 5, с. 73 (прототип).

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

    

findpatent.ru

Электростатика: элементы учебной физики

Электростатика: элементы учебной физики

Продолжение. См. № 17,
18, 19/07


В.В.МАЙЕР,

Гоу ВПО ГГПИ им. В.Г.Короленко, г. Глазов,

Республика Удмуртия


[email protected]




Лекция 4. Электрическое поле


Человек существует в гравитационном
поле, которое он в принципе не может устранить.
Электрическое поле можно создавать и уничтожать
в простых опытах. Поэтому экспериментально
изучать электрическое поле можно на гораздо
более глубоком уровне, чем гравитационное.
Фактически общее понятие физического поля
формиру­ется в сознании учащихся именно при
изучении электрического поля.


В электростатике имеют дело с
электрическими полями, создаваемыми
неподвижными зарядами. Такие не изменяющиеся с
течением времени поля называются электростатическими.
Но, усвоив понятие электростатического поля,
вскоре учащиеся должны овладеть понятиями
стационар­ного электрического, вихревого
электрического и электромагнитного полей.
Поэтому уже в электростатике нужно зна комить
учащихся с полями, которые не являются
электростатическими.


Это необходимо ещё и потому, что в
реальной электростатике никогда не имеют дела с
не изменяющимися во времени зарядами.
Действительно, при электризации заряды
разделяются и возрастают, заряженные
электрометры постепенно разряжаются, заряды
проходят по проводникам и перемещаются вместе с
заряженными телами. Поэтому при изучении
электростатики необходимы начальные
представления и об электрическом токе, и о
переменных электрических полях.


Но главное, в чём должны быть убеждены
учащиеся, – это в реальности существования
электрического поля, которое создаётся
электрическими зарядами и передаёт их
взаимодействие, и которое окружает всех нас
постольку, поскольку мы пользуемся
электричеством. Эта убеждённость должна
опираться на систему экспериментальных
доказательств, а не на авторитет учебника или
учителя.


4.1. Понятие электрического поля. Опыт
показывает, что заряженное тело вызывает
притяжение или отталкивание другого заряженного
тела на расстоянии. Непредвзято анализируя этот
и другие эксперименты, вряд ли можно согласиться
со странным утверждением, будто один заряд
действует на другой непосредственно через
пустое пространство. С этим не мог согласиться и
великий экспериментатор М.Фарадей, хотя многие
теоретики его времени, следуя И.Ньютону, были
убеждены в справедливости так называемой теории
дальнодействия.
Фарадей считал, что заряд
порождает вокруг себя особый вид материи – электрическое
поле
, – которое простирается до бесконечности
и отличается от иных видов материи тем, что
способно действовать на другой заряд.


Понятие электрического поля, подобно
понятию заряда, относится к основным, или
фундаментальным, физическим понятиям и не может
быть определено формально. Существование
электрического поля подтверждается всей
совокупностью экспериментов электродинамики –
нет ни одного опыта, которому противоречила бы
концепция электрического поля.


Можно поставить опыты, наглядно
показывающие электрическое поле, созданное
зарядами.


В плоский сосуд, наполненный густым
маслом, введём два проводящих шарика и насыпем
лёгкий сыпучий непроводящий порошок, например
манную крупу или мелко настриженный волос. На
шарики подадим разноимённые заряды.


При этом будем наблюдать, как
первоначально хаотически ориентированные
частички выстраиваются в линии, начинающиеся на
одном и заканчивающиеся на другом заряде. Таким
образом, в каждой точке пространства между двумя
зарядами имеется субстанция, которой не было при
отсутствии зарядов. Это и есть электрическое
поле. Частицы выстраиваются в линии потому, что
со стороны электрического поля на них действуют
силы. Поэтому линии между электродами, которые
обозначают частицы, называются силовыми
линиями
электрического поля.


4.2. Энергия электрического поля.
При электризации трением, давлением или
посредством электростатической индукции
разноимённые заряды возникают за счёт
механической работы. Значит, для создания
электрического поля надо совершить работу. В
электрическом поле заряжен­ные тела начинают
перемещаться и поворачиваться. Следовательно,
электрическое поле способно совершать работу.
Таким образом, электрическое поле обладает
энергией.


При разряде заряженных тел
электрическое поле исчезает, и его энер­гия
превращается в кинетическую энергию движущихся
зарядов. В металлах это электроны, в жидкостях и
газах – электроны и ионы. Кинетическая энергия
зарядов превращается в другие виды энергии.
Например, если при разряде возникает
электрическая искра, то энергия электрического
поля в конечном итоге превращается в
механическую (звук), тепловую (нагрев), световую
(вспышка).


4.3. Скорость распространения
электрического поля.
Доказать
существование электрического поля можно только
экспериментально. Пусть два заряженных тела
расположены на некотором расстоянии друг от
друга. Сдвинем одно из них на небольшое
расстояние. Тогда изменится сила, действующая на
второе тело, и оно также переместится на
соответствующее расстояние. Если электрическое
поле реально существует, то перемещение второго
тела должно произойти спустя некоторое время, в
течение которого изменение поля вблизи первого
тела дойдёт до второго.


Опыты с заряженными телами показывают,
что электрическое воздействие одного
заряженного тела на другое происходит мгновенно.
Давайте вдумаемся в это утверждение. Мгновенно –
значит моментально, в тот же момент времени.
Поэтому промежуток времени между перемещением
первого заряда и откликом на это перемещение
второго заряда должен быть равен нулю. Но ни один
эксперимент не позволяет измерить как угодно
малый промежуток времени. Значит, опыты по
перемещению зарядов, на которые мы ссылались,
доказывают только то, что взаимодействие
происходит за время, меньшее чувствительности
использованных часов или иных измерителей
времени.


Если перемещать заряд очень быстро и
воздействовать им на заряд, который тоже может
двигаться с большой скоростью, то, может быть,
удастся измерить время распространения
взаимодействия между зарядами? Но как заставить
заряд быстро перемещаться? Понятно, что пытаться
использовать механическое перемещение
бесполезно. Вспомним, что при сближении
заряженных противоположными зарядами шариков
между ними проскакивает искра и шарики
разряжаются. Это означает, что заряд с одного из
них переходит на другой. Движение заряда при этом
происходит очень быстро.


Воспользовавшись этим наблюдением,
соберём экспериментальную установку, состоящую
из двух одинаковых пар проводящих стержней с
разрядными промежутками между ними. Зарядим
металлические шарики одной пары стержней
зарядами +q и –q и начнём их сближать.
Как только между шариками проскочит искра,
появляется маленькая искорка между шариками и во
втором диполе! Отсюда следует, что быстрое
движение зарядов в одной точке пространства
вызывает соответствующее движение зарядов в
другой точке.


Казалось бы, мы не узнали ничего
нового. Но это не так: заряды в обсуждаемом
эксперименте движутся настолько быстро, что
удаётся измерить время, необходимое для
распространения изменения электрического
состояния на некоторое расстояние. Такие
измерения будут выполнены позже, в конце
изучения электродинамики. Сейчас, забегая
вперёд, можно просто сообщить учащимся, что они
дадут значение скорости передачи электрического
состояния с = 3 • 108 м/с.


Таким образом, электрическое поле
реально существует потому, что, как показывает
эксперимент, оно обладает энергией и его
изменения рас­пространяются в пространстве с
конечной скоростью, равной скорости света в
вакууме.


Любопытно, что описанный опыт первым
поставил итальянский физик Л.Гальвани на заре
систематического исследования явлений
электродинамики. Правда, вместо второго
разрядного промежутка он использовал
препарированную лапку лягушки, которая
сокращалась всякий раз, когда проскакивала искра
между шариками первого разрядного промежутка.
Спустя примерно 100 лет фактически те же опыты
повторил немецкий физик Г.Герц. Но он уже владел
развитой теорией электродинамических процессов,
которую создал К.Максвелл, опиравшийся на
«Экспериментальные исследования по
электричеству» М.Фарадея. Именно Герц первым
экспериментально доказал, что возмущение
электрического поля распространяется в
пространстве в виде электромагнитной волны, и
измерил скорость этого распространения, которая
совпала со скоростью света в вакууме.


4.4. Принцип суперпозиции
электрических полей.
Согласно полевой
концепции электрический заряд действует на
другой заряд именно посредством электрического
поля. Поле одного заряда действует на другой, а
поле второго заряда действует на первый. Так
осуществляется взаимодействие двух зарядов. При
этом сами поля не взаимодействуют: поле первого
заряда остаётся таким же, как если бы второго
заряда не было. Электрические поля зарядов
просто накладываются друг на друга так, что
результирующее поле является суммой
составляющих полей. В этом заключается сущность принципа
суперпозиции электрических полей
(от лат. superposition
– наложение).


Принцип суперпозиции надо понимать
так: электрическое поле одного заряда не
влияет на поля других зарядов, а поля других
зарядов не оказывают никакого влияния на поле
данного заряда, поэтому результирующее
электрическое поле есть простое наложение, или
сумма электрических полей, создаваемых всеми
зарядами.


Исследование 4.1. Точечный
индикатор электростатического поля


Информация. Электростатические
поля удобно исследовать с помощью индикаторов,
позволяющих оценить направление и величину
кулоновской силы в каждой точке поля. Простейший
точечный индикатор представляет собой лёгкое
проводящее тело, подвешенное на нити. Раньше для
изготовления лёгкого шарика рекомендовали
использовать сердцевину ветки бузины. В
настоящее время бузину целесообразно заменить
пенопластом. Возможны и другие решения проблемы.


Задание. Разработайте
конструкцию и изготовьте простейший индикатор
электростатического поля. Экспериментально
определите его чув­ствительность.


Вариант выполнения. Из кусочка
резины от детского воздушного шара выдуйте
резиновый шарик 1 диаметром 1–2 см. Шарик
привяжите к белой шёлковой или капроновой нити 2,
которую проденьте через полиэтиленовую трубку 3
и зажмите деревянным колышком 4. Поверхность
шарика натрите до характерного металлического
блеска графитовым порошком от грифеля мягкого
простого карандаша.


Шарик зарядите от потёртой мехом
эбонитовой палочки, пье­зоэлек­трического
источника или электрофорной машины. Введите
индикатор в поле сферического заряда и по
величине действующей силы оцените
чув­ствительность индикатора (см. исследование
3.5).


Исследование 4.2. Исследование
электростатических полей


Задание. Используя точечный
индикатор, исследуйте электростатические поля
различных заряженных тел.


Вариант выполнения. Из рисунка
понятно, как посредством точечного индикатора
можно исследовать поле наэлектризованного
трением листа оргстекла или пенопласта.


Аналогичным образом можно исследовать
поле заряженного шара электроскопа, изменение
этого поля при заземлении корпуса прибора, поле
двух заряженных разноимённо и одноимённо шаров,
поле заряженной металлической пластины и т.д.
Такие исследования дают наглядный образ
электростатических полей в различных ситуациях.


В качестве примера на рисунке показана
последовательность выполнения демонстрации
экранирующего действия заземлённого проводника.


 


Вначале показывают, что электрическое
поле существует по обе стороны
наэлектризованного диэлектрика (рис. а).
Затем в промежуток между заряженным телом и
одним из индикаторов за изолирующую ручку вносят
большой металлический лист; при этом индикатор
показывает, что электростатическое поле за
листом не исчезает (рис. б). Наконец
металлический лист заземляют, и шарик индикатора
немедленно опадает (рис. в). Убрав заземление
экрана, показывают, что электростатическое поле
за ним восстанавливается.


Исследование 4.3. Дипольный
индикатор электростатического поля


Информация. Возможные
конструкции дипольного индикатора понятны из
рисунков внизу.



Основой индикатора является лёгкая
полиэтиленовая трубочка 1 с отверстием
посередине (можно взять соломинку). В качестве
оси вращения удобно использовать канцелярскую
булавку 2, на которую надеты бусинки 3,
выполняющие роль подшипников, и пенопластовый
фиксатор 4. Булавку крепят либо на подставке 5,
либо на конце держателя 6. На рис. в показана
ещё более простая конструкция. В простейшем
случае индикатор может представлять собой
полоску бумаги, согнутую под углом вдоль и
установленную на иглу в центре тяжести.


Задание. Выберите наиболее
доступную конструкцию, изготовьте дипольные
индикаторы и с их помощью исследуйте различные
электростатические поля. Объясните, почему
незаряженная трубка ориентируется в
электрическом поле.


Вариант выполнения. Изготовив
несколько однотипных дипольных индикаторов, вы
можете с их помощью визуализировать
интересующие вас поля.



Учащимся будет интересна такая работа
при условии, что опыты с диполями окажутся не
слишком капризными. А это может случиться, если
конструкция диполя не будет отработана: слишком
большое трение на оси вращения смажет эффект от
экспериментов. Поэтому изготовление дипольных
индикаторов, при кажущейся простоте, требует и
старания, и тщательности.


Возможно, наилучший вариант
применения дипольного индикатора заключается в
использовании его для объяснения физической
сущности визуализации электрических полей
мелким диэлектрическим порошком.


Исследование 4.4. Спектры
электрических полей


Информация. Диэлектрические
частицы в электрическом поле обозначают силовые
линии и тем самым делают поле видимым – визуализируют
его. Получающиеся при этом картины электрических
полей называются спектрами.


Задание. Объясните метод
визуализации электростатических полей
диэлектрическим порошком так, чтобы его сущность
стала понятной учащимся. Получите и исследуйте
спектры различных электрических полей.


Вариант выполнения. Для
объяснения воспользуйтесь аналогией между
отдельной частицей порошка и дипольным
индикатором (см. исследование 4.3). Добейтесь
понимания учащимися, почему частицы порошка
выстраиваются в обособленные друг от друга
силовые линии поля. Проделайте модельные
эксперименты с двумя дипольными индикаторами,
подтверждающими ваше объяснение.


Для школьного физического кабинета
промышленность выпускает специальные приборы
для демонстрации спектров электрических полей.
Эти приборы представляют собой нанесённые
электропроводящей краской на пластинки из
оргстекла электроды, на которые устанавливается
плоская кювета с касторовым маслом со
взвешенными частицами манной крупы. Приборы
помещают на конденсор кодоскопа, электроды
подключают к высоковольтному источнику и
проецируют визуализированное поле на экран.
Целесообразно продемонстрировать учащимся
электрические поля разноимённо и одноимённо
заряженных тел, заряженной плоскости, двух
разноимённо заряженных плоскостей.


Визуализированные картины
электрических полей на экране очень красивы и
информативны, но сам демонстрационный опыт
трудно считать безупречным, поскольку в нём
одновременно используются приборы, в которых
имеются сетевое напряжение 220 В и
высоковольтное напряжение до 25 кВ.


Поэтому несравненно больше пользы
будет, если школьники самостоятельно выполнят
исследование полей в домашних условиях. Для
этого в блюдце нужно налить немного
подсолнечного масла и присыпать его сверху
манной крупой или мелко настриженным волосом.
Затем поместить в масло металлические электроды
требуемой формы и соединить их с
пьезоэлектрическим источником. Нажимая на рычаг
этого источника, юные исследователи увидят, как
взвешенные в масле частицы будут
визуализировать исследуемые электрические поля.


В индивидуальных экспериментах можно
также использовать прозрачную пластмассовую
баночку с визуализирующим поле составом, ставя
её плоским дном на электроды, вырезанные из
толстой алюминиевой фольги.



Исследование 4.5. Построение
силовых линий электрических полей


Информация. Д.Максвелл предложил
простой способ построения силовых линий сложных
электрических полей. Сначала вычерчивают линии
для двух уже известных полей. При их пересечении
получается сетка четырёхугольных ячеек, в
которых одна диагональ пропорциональна
геометрической сумме напряжённостей полей, а
другая – их разности. Соединяя соответствующие
углы ячеек, получают линии напряжённости
суммарного поля в виде ломаных линий. Можно
сделать их гладкими, либо сглаживая ломаные, либо
уменьшая размеры ячеек, для чего увеличивают
число исходных линий.


Задание. Изготовьте сетки
электрических полей двух точечных зарядов. По
этим сеткам постройте силовые линии полей
одинаковых разно­имённых и одноимённых зарядов.



Вариант выполнения. Составьте
компьютерную программу, рисующую силовые линии
точечных зарядов, находящихся на разных
расстояниях друг от друга, и на принтере
распечатайте получившиеся изображения.
Пользуясь принципом суперпозиции, ломаными
кривыми обозначьте силовые линии результирующих
полей. Дайте теоретическое обоснование метода
Максвелла построения силовых линий.


Исследование 4.6. Энергия
электрического поля


Информация. Обычно в опытах по
электростатике для демонстрации взаимодействия
зарядов используют лёгкие тела. В результате у
учащихся создаётся ощущение, что
электростатическое поле – это слабое поле, не
способное совершать сколько­нибудь
значительную работу.


Проблема. Возможна ли
демонстрация такого опыта, который развеял бы
неверное ощущение слабости электрического поля?


Задание. Разработайте и поставьте
простой демонстрационный опыт, убедительно
показывающий, что электрическое поле обладает
энергией и в принципе может совершать
значительную работу.


Вариант выполнения. В качестве
источника электрического поля удобно
использовать наэлектризованный трением
шерстяной варежкой лист пенопласта размером,
например, 4 20 40 см (см.
исследование 1.2). Деревянную доску или брус
длиной до 5 м уравновесьте на легко вращающейся
платформе, в качестве которой можно использовать
горизонтальный диск из школьного набора по
вращению. Можно взять гладкую выпуклую опору,
например, большой стальной шар от подшипника,
бильярдный шар и т.п. К одному из концов доски
приблизьте наэлектризованный лист пенопласта.
При этом учащиеся увидят, как массивная доска
начинает притягиваться к листу –
электростатическое поле совершает работу!


Ещё большее впечатление опыт
произведёт, если деревянную доску заменить
массивной металлической трубой или профилем
внушительных размеров.


Электрическим полем можно раскрутить
лежащий на вращающейся опоре предмет или
поворачивать его на разные углы в ту и другую
сторону. Важно, чтобы учащиеся разобрались, какую
часть работы совершает электрическое поле, а
какую – демонстратор.


Исследование 4.7. Высоковольтный
источник напряжения


Информация. Учащиеся ещё не
знакомы с понятиями потенциала и разности
потенциалов, но уже настала необходимость в
использовании сетевого источника высокого
напряжения. Раньше промышленность выпускала для
школ высоковольтный преобразователь «Разряд-1».
В настоящее время его сменили несколько новых
источников высокого напряжения. Они
обеспечивают получение напряжения, плавно
регулируемого в пределах от 0 до 30 кВ, снабжены
аналоговым или цифровым вольтметром,
высоковольтным конденсатором, разрядником,
соединительными про­водниками в высоковольтной
изоляции со штекерами и т.д. Выход этих приборов
имеет три клеммы, каждая из которых может быть
заземлена. Поэтому высоковольтные источники
могут обеспечить получение равных потенциалов
противоположного знака относительно Земли.


Проблема. Как быстро и
убедительно показать учащимся, что
высоковольтный источник создаёт такие же
электростатические поля, в существовании
которых они уже убедились?


Задание. Предложите простой
эксперимент, показывающий, что сетевой источник
высокого напряжения даёт такие же заряды, как и
те, которые получаются при различных способах
электризации.


Вариант выполнения. На некотором
расстоянии друг от друга разместите два
одинаковых металлических шара и наэлектризуйте
их так, что­бы они имели равные по модулю и
противоположные по знаку заряды. В электрическое
поле введите точечный индикатор (см.
исследование 4.1) и отметьте его положение.
Разрядите шары, замкнув их проводником. Двумя
проводниками в изоляции подключите шары к
выводам высоковольтного источника и постепенно
повышайте напряжение на его выходе. При этом вы
обнаружите, что точечный индикатор занимает
такое же положение, как и в начале опыта. Отсюда
следует, что высоковольтный источник способен
создать такое же электрическое поле, как и поле,
возникающее при любом из способов электризации
тел. Разумеется, возможны и другие опыты,
доказывающие этот факт.


Исследование 4.8. Распространение
электрического поля


Информация. Принципиально важно
экспериментальное доказательство того факта,
что электрическое поле может распространяться в
пространстве. В п. 4.3 показано, что для этого в
качестве источника и индикатора электрического
поля могут быть использованы два диполя,
снабжённые парами проводящих шаров, между
которыми происходят электрические разряды.
Разряд в приёмном диполе очень слаб и поэтому
мало пригоден для использования в учебном
эксперименте.


Проблема. Нельзя ли в качестве
индикатора электрического разряда в приёмном
диполе использовать неоновую лампу (см.
исследование 1.4)?


Задание. Разработайте и поставьте
опыт, убедительно показывающий, что изменяющееся
электрическое поле действительно
распространяется в пространстве.


Вариант выполнения. При изучении
электростатики нет необходимости вводить
понятие электромагнитной волны и
демонстрировать её распространение на
сколько­нибудь значительное расстояние. Вполне
достаточно показать учащимся, что изменения
электрического поля распространяются на
несколько десятков сантиметров.


К выходу высоковольтного источника
подключите диполь – два одинаковых куска
алюминиевого провода в изоляции, на обращённых
друг к другу концах которых сделаны кольца. Длина
диполя некритична (от 0,5 до 1,0 м). Точно такой же по
размерам диполь укрепите на пластмассовой
линейке, расположив посередине него любую
неоновую лампу (например, типа ВМН02).


При постановке опыта включите
высоковольтный источник и повышайте напряжение
до тех пор, пока через разрядный промежуток
длиной в несколько миллиметров излучающего
диполя не станут проскакивать искры. Расположите
приёмный диполь параллельно излучающему на
расстоянии 20–100 см. В темноте вы увидите, что при
каждом электрическом разряде неоновая лампа
вспыхивает.


Опыт показывает, что быстро (точнее,
ускоренно) движущийся заряд в излучающем диполе
является источником изменяющегося
электрического поля, которое в пространстве
распространяется до приёмного диполя и вызывает
в нём движение зарядов, что и обнаруживается
неоновой лампой.


Разверните приёмный диполь
перпендикулярно излучающему. При этом неоновая
лампа перестаёт светиться. Отсюда следует, что
электрическое поле распространяется в
пространстве так, что не изменяет своей
ориентации.


Исследование 4.9. Отличие
переменного электрического поля от
электростатического


Информация. Мы знаем, что от
источника переменного электрического поля в
пространстве распространяется электромагнитная
волна. Однако учащимся предстоит узнать это
примерно через год. Тем не менее уже сейчас при
изучении электростатики целесообразно добиться
понимания, что переменное электрическое поле
существенно отличается от электростатического.
Для этого можно воспользоваться хорошо
известным фактом: электромагнитная волна
практически полностью отражается даже от
тонкого проводящего листа, а электростатическое
поле за таким листом может существовать.


Проблема. Как в простом
демонстрационном эксперименте сравнить
свойства электростатического и переменного
электрического полей?


Задание. Используя
наэлектризованное тело, дюралевый лист,
электрометр, высоковольтный источник питания,
излучающий диполь и приёмный диполь с неоновой
лампой, разработайте и поставьте простой
эксперимент, показывающий, что переменное
электрическое поле не про­ходит через
проводящий лист, а постоянное – проходит.


Вариант выполнения. Заряженное
тело поднесите к шару электрометра, при этом его
стрелка отклонится. Введите между заряженным
телом и шаром электрометра дюралевый лист, держа
его за ручку из изолятора. При этом стрелка
электрометра несколько опадёт, но всё равно
будет указывать на присутствие
электростатического поля. Объясните это явление.


Теперь заземлите дюралевый лист, хотя
бы взяв его рукой, – стрелка электрометра
немедленно опадёт. Это свидетельствует о том, что
за заземлённым дюралевым листом
электростатическое поле отсутствует.


Опыт показывает, что незаземлённый
металлический лист не препятствует
проникновению через него электростатического
поля (сравните с результатом исследования 4.2).


Воспроизведите установку
исследования 4.8, включите высоковольтный
источник и добейтесь свечения неоновой лампы в
приёмном диполе при электрических разрядах в
излучающем диполе. Введите незаземлён­ный лист
дюраля в промежуток между излучающим и приёмным
диполями – свечение лампы сразу исчезает. Отсюда
следует, что переменное электрическое поле не в
состоянии преодолеть металлический лист, даже
если он не заземлён.


Исследование 4.10. Скорость
распространения электрического поля


Информация. При движении зарядов
электрическое поле распространяется не только в
свободном пространстве, но и вдоль проводников.
Об этом свидетельствуют опыты по разделению
зарядов в проводниках за счёт
электростатической индукции.


Проблема. Как поставить учебный
эксперимент, наглядно показывающий высокую
скорость распространения электрического поля по
проводнику?


Задание. Разработайте
демонстрационную установку, показывающую, что в
принципе возможно экспериментально оценить
скорость распространения электрического поля
вдоль проводника.


Вариант выполнения.



Два электрометра 3 и 4
поставьте рядом. К одному электрометру
подсоедините провод 2 длиной около метра. Со
вторым электрометром соедините изолированный
провод 5 длиной несколько десятков метров
(этот провод можно проложить по всему классу и
даже вне него). К оголённым концам проводов
приближайте наэлектризованный трением лист
пенопласта 1. Вы обнаружите, что стрелки
обоих электрометров в этом случае одновременно
реагируют на приход электрического поля от
пенопласта по проводам 2 и 5 существенно
различной длины.


Это свидетельствует о том, что
скорость распространения электрического поля
очень велика и не может быть определена в
примитивных экспериментах. Измерения, которые
будут проведены позже, покажут учащимся, что она
составляет сотни тысяч километров в секунду.


Вопросы и задания для самоконтроля


1. Какова оптимальная методика
введения и формирования понятия элек­трического
поля?


2. Как доказать, что электрическое
поле обладает энергией?


3. Нужно ли в электростатике
рассматривать скорость распространения
электрического поля?


4. Сформулируйте принцип
суперпозиции электрических полей.


5. Какие индикаторы
электростатического поля существуют и как их
использовать в учебных исследованиях полей?


6. В чём суть метода визуализации
электростатических полей диэлектрическим
порошком, взвешенным в вязком масле?


7. Что предпочтительнее:
демонстрация спектров электростатических полей
или наблюдение их в самостоятельном
эксперименте учащихся?


8. В чём суть метода Максвелла
построения силовых линий сложных элек­трических
полей?


9. Как показать, что электрическое
поле действительно распространяется в
пространстве?


10. В чём суть опыта, показывающего
исключительно большую скорость распространения
электрического поля вдоль проводника?


Литература


Песин А.И., Решетняк В.Г.
Новые приёмы демонстрации электрического поля.
– Физика в школе, 1986, № 6, с. 67–70.


Песин А.И., Свистунов А.Ю.,
Валиев Б.М. Модельный эксперимент для
изучения электростатического поля в школьном
курсе физики. – Учебная физика, 1999, № 2, с. 19–28.


Проказов А.В. Пенопласт в опытах
по электростатике. – Учебная физика, 2001, № 3,
с. 4–10.


Сабирзянов А.А. Построение
силовых линий электрических полей. – Учебная
физика, 2004, № 5, с. 27–28.


Шилов В.Ф. Физические приборы из
шариковой ручки. – Учебная физика, 2000, № 3, с. 4–7.

fiz.1sept.ru

Индикатор электрического поля

 

Изобретение может быть использовано для обеспечения охраны труда при работе на воздушных линиях электропередачи и высоковольтных установках . Индикатор электрического тока содержит антенну 1, внутри которой размешен изолированный от нее блок индикации (БИ), корпус 2, выполняющий роль рукоятки, внутри него расположен источник питания БИ. Антенна 1 и корпус 2 скреплены втулкой 3 из диэлектрического материала с буртиком 4, в наружной поверхности которой в углублении размещен сенсорный контактный узел (СКУ) 6, другой СКУ 7 размещен в заглущке 5. В описании изобретения дана электрическая схема СКУ. Изобретение повыщает надежность индикации поля линии электропередачи . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л СО f 4j -s

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (59 4 Н 05 F 1/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, »

Н А ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;; лс

Ю

Фиг. 7 (21 ) 4024461/24-21 (22 ) 19,02,86 (46) 23,10,87, Бюп, № 39 (71) Ростовский институт инженеров .железнодорожного транспорта (72) Н,Н,Игнатов, И.И,Копейкин, Ю. Я. Самсонов .и Е. П, Фигурнов (53) 621 319,74 (088.8) (56) Овчинников Н,Я., Хомяков М,В,Испытания и ремонт средств защиты в энергоустановках. — И,: Энергоатомиздат, 1984, Зельвянский А,Я., Левченко В.А.

Датчик, контролирующий наличие напряжения. — Электрическая и тепловая тяга, 1981, № 10, (54) ИНДИКАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение может быть использовано для обеспечения охраны труда при работе на воздушных линиях электропередачи и высоковольтных установках, Индикатор электрического тока содержит антенну 1, внутри которой размешен изолированный от нее блок индикации (БИ), корпус 2, выполняющий роль рукоятки, внутри него расположен источник питания БИ, Антенна 1 и корпус 2 скреплены втулкой 3 из диэлектрического материала с буртиком 4, в наружной поверхности которой в углублении размещен сенсорный контактный узел (СКУ) 6, другой

СКУ 7 размещен в заглушке 5, В описании изобретения дана .электрическая схема СКУ. Изобретение повышает надежность индикации поля линии электропередачи, 1 s,п. ф-лы, 2 ил.

134 антенны, Изобретение относится к технике индикации электрических попей и может быть использовано при разработке соответствующих устройств для обеспечения охраны труда при работе на воздушных линиях электропередачи и высоковольтных установках в pasличных отраслях промышленности, Целью изобретения является повышение надежно сти индик ации поля линий электропередачи за счет изменения схемы и конструкции навесного датчика.

На фиг, 1 представлен индикатор, обший вид; на фиг,2 — схема включения новых элементов, Индикатор состоит из антенны 1, корпуса 2, втулки 3 из диэлектричес— кого материала с буртиком 4„заглушки 5, а также первого сенсорного контактного узла СК-1 6 и второго сенсорного контактного узла СК-2 7, Антенна 1 выполнена в виде металлического цилиндра, с одной стороны закрытого заглушкой 5 из диэлектриче ского материала, Внутри àí 1 размещается изолированный ат нее блок индикации, Корпус 2 выполняет роль рукоятки, Он выполнен в виде металлического цилиндра, внутри которого размещается источник питания блока индикации, Антенна 1 и корпус

2 скреплены между собой по одному из торцов изолируюшей втулкой 3. Диаметр изолирующей втулки 3 больше диаметра корпуса 2, Со стороны, где к втулке 3 крепят антенну 1, втулка может иметь буртик 4, В материале втулки 3 у наружной поверхности имеет ся углубление, в котором заподлицо укреплена металлическая пластина первого регулируюшего сенсорного контактного узла, В торце заглушки 5 также имеется углубление, в котором з аподлицо укр еплен а металпи че ская пластина второго регулирующего сенсарнаго контактного узла 7.

Общая точка блока индикации электрически соединена с корпусом 2, чем обеспечивается цепь емкостного тока от антенны 1 через входное сопротивление блока индикации, тело оператора, держащего в руке корпус 2, в землю, Первый сенсорный контактный узел (фиг,2) изменяет входное сопротивление электрической схемы и тем самым осуществляет регулирование чувствительности, Второй сенсорный кон/137 2 тактный узел (фиг,2 ) может использоваться для проверки исправности бло— ка инцикации.

Ин,цикатор работает следующим образом, Оператор обхватывает одной рукой корпус 2. Пальцем другой руки ан ка- сается контактов сенсорного контакт—

1р ного узла СК вЂ” 1 6, в результате блок индикации си гнализиру е г об его неисправности (если он исправен), Затем, убрав вторую руку и держа индикатор в первой за корпус 2, оператор

15 вытягивает ее в направлении контролируемой воздушной линии электропередачи, Емкостный ток, протекая через антенну, корпус и тело оператора в землю, вызывает ср аб атывани е эл ек20 триче ской схемы, Для индикации наличия напряжения в линии более высокого напряжения требуется понизить чувствительность индикатора. Для этого пальцем той

25 же руки, в которой удерживается индикатор за корпус 2, оператор прикасается к контактам сенсорного контактнога узла СК-2, При этом снижается входное сопротивление индикатора

30 и понижается ега чувствительность, Конструкция изалируюшей втулки 3 с буртиком 4 исключает непроизвольное касание при этих манипуляциях каким-либо пальцем руки, держащей индикатор ° антенны 1 у чта приводит к неконтролируемому снижению чувствительности, Как показали испытания предлагаемый индикатор обеспечивает более

-40 высские значения точности, стабильности и надежности, а также нечувствительность к изменению ориентации

4 Формул а изобретения

1 ° Индикатор электрического поля, содержащий корпус, блок индикации с источником питания и датчик с антенной, присоединеной к управляющему входу блока индикации, о т л и ч а ю шийся тем, чта„ с целью повышения надежности индикации поля линий электропередачи, датчик снабжен основным сенсорным контактным узлом, при этом антенна и корпус выполнены в виде соосных расположенных последовательно полых металлических цилиндров, герметично соединенных рас—

СК-2

Составитель В.Ким

Редактор И.Шулла Техред А.Кравчук Корректор С,Черни

Заказ 5 28/52 Тираж 798 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 47 5

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 з 347! положенной между ними втулкой из диэлектрического материала, имеющей наружный диаметр, превышающий наружные диаметры корпуса и антенны, сво-5 бодный торец антенны герметично закрыт заглушкой из диэлектрического материала, сенсорный контактный узел расположен в толше укаэанной заглушки у наружной ее поверхности, первый контакт сенсорного контактного узла присоединен к общей шине, а второй его контакт присоединен к выводу источника питания через резистор, к управляющему входу блока индикации — 15 через конденсатор, а к общей шине через указанный конденсатор и диод.

2. Индикатор по и,), о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения его функциональных воэможностей путем регулирования чувствительности, он снабжен дополнительным сенсорным контактным узлом, расположенным во втулке из диэлектрического материала у ее наружной поверхности, при этом первый контакт указанного сенсорного узла присоединен к общей шине, а второй — к управляющему входу через резистор.

   

findpatent.ru

Империя — Поисковый онлайн видео сервис

Tired of missing premieres at the cinema because of the frenzied rhythm of life? Tired of the fact that on television, the films are being broadcasted at an inconvenient time for you? In your family, often your relatives divide the remote from the TV? The child asks to see cartoons for children, when you are busy, and on the channels there are no good cartoons? And, in the end,
Do you just want to relax after a hard day on the sofa in your home clothes for watching an interesting movie or series?

To do this, it is best to always have a favorite site in your bookmarks, which will become your best friend and helper. And how to choose such a site, when there are so many? — you ask.
The best choice for you will be imperiya.by

Why our resource? Because it combines many positive features that make it universal, convenient and simple. Here is a list of the main advantages of the resource.

  1. Free access.
    Many sites ask customers to buy a subscription, than our portal does not deal with, because it believes that people should have free access to the Internet in everything. We do not charge viewers for our viewers!

  2. You do not need any registration and SMS for questionable phone numbers.
    We do not collect confidential information about our users. Everyone has the right to anonymity on the Internet, which we support.

  3. Excellent video quality. We upload content exclusively in HD format, which certainly can please your favorite users.
    It is much more pleasant to watch a good movie with a quality picture than with a picture of poor quality.

  4. A huge choice. Here you will find a video for every taste. Even the most inveterate moviegoer will always find what to see from us. For children there are cartoons in good quality, cognitive programs about animals and nature
    . Men will find interesting channels for themselves about news, sports, cars, as well as about science and technology. And for our beloved women, we picked up a channel about fashion and style, about celebrities, and of course music videos. Having arranged an evening with your family, or with friends, you can pick up a merry family comedy.
    A loving couple to luxuriate in watching a love melodrama. After a day of work, a thrilling series or a detective helps to relax. Movies in HD format of the new time and past years are presented to absolutely any taste and can satisfy the needs of any viewer.

  5. Ability to download video.
    Absolutely any material on the site can be downloaded to your computer or USB flash drive. If suddenly you are going to a dacha with a laptop where there is no internet, or you want to watch a movie on a big screen of the TV, you can always download in advance, and then look at the right time. In this case, you do not have to wait for your turn to download the video,
    as it happens on torrents or other similar sites.

  6. Security. We monitor the cleanliness of the content, every file is checked before uploading. Therefore, there are no viruses and spyware on our site, and we carefully monitor this.

  7. New.
    We regularly update and add new animations, serials, TV shows, music videos, news, reviews, animated series, etc. to the portal. and all this you can see for free, without registration and SMS. We are trying for you, for our favorite visitors.

  8. Online browsing.
    On our site, it is not necessary to first download a movie to view it, simply turn it on and enjoy it. Thanks to the professional setup, there will be no braking, and nothing can stop you from watching an interesting movie.

  9. Bookmark.
    On the site you can click a button with an asterisk to poison the video in the bookmarks and return to it later. Everyone, for certain, happened that he saw on the site an interesting video that you want to see, but right now there is no possibility. This button will help you with this and, having freed yourself, you can easily see what you like.

  10. User-friendly interface. Finding the right video will not take you long, as the site is best adapted to users, and everything is intuitively understandable. Even a child will be able to understand and include for himself a cartoon or some program about animals, nature.

Cinema as art appeared relatively recently, but already managed to closely intertwine with our lives. A lot of people because of the haste of our time for years did not go to the theater, to the gallery or museums. However, it is difficult to imagine a person who did not watch the series or the film for at least a month. Cinema is a synthesis of theater, music,
fine arts and literature. Thus, it gives even the most busy person, who does not have time to go to theaters and galleries, to be closer to art and to improve spiritually.

The cinema also occupied the sphere of public entertainment. Watch comedies, fighters, westerns, etc. perfectly fits into any
some evening with my family. Horrors perfectly tickle the nerves of even the most fearless person. Cartoons adore children, and some can be viewed by the whole family. Cognitive videos help to expand knowledge, look at the world wider and satisfy your own natural curiosity.

A man in the twenty-first century can no longer imagine his life without the technology of the future, it seems that in the future, machines, robots and technics can replace a person, or rather perform many automatic works, so everyone wants to see what technologies will be in the future. On imperiya.by you do not need to postpone the scan,
just add the video to the bookmarks and at any time you can return to it and have a great time watching the quality video.

Do not deny yourself the pleasure, start watching right now! Meet the updates, with new items, choose what you would like to see later.
Pleasure yourself and your family with interesting films in good quality!

imperiya.by

Радиосхемы. — Индикатор напряженности электрического поля

Индикатор напряженности электрического поля

Категория

Электроника в быту

материалы в категории

Б. СОКОЛОВ, г. Протвино Московской обл.
Радио, 2002 год, № 3

Несложное, но чувствительное устройство реагирует на электрическое поле проводов и кабелей различного назначения, в том числе высоковольтных линий электропередачи и сигнализирует о напряженности поля выше определенного уровня. Прибором можно пользоваться для предупреждения людей, работающих вблизи электроустановок, об опасности поражения электрическим током. В быту он пригодится в качестве фазоуказателя и для обнаружения скрытой проводки.

Предлагаемый индикатор электрического поля (ИЭП) прост в использовании, снабжен регулировками чувствительности и порога срабатывания. Схема ИЭП приведена на рис. 1.

Для увеличения кликните по картинке (откроется в новом окне)

Чувствительным элементом служит полевой транзистор VT1, на соединенные затвор и корпус которого наводится сигнал, пропорциональный напряженности поля. Высокоомный резистор R1 предотвращает накопление статических зарядов. Пройдя через эмиттерный повторитель на транзисторе VT2, наведенный сигнал выделяется на резисторе R3. Конденсатор СЗ подавляет высокочастотные импульсы и помехи. Через резистор R4 и конденсатор С4 сигнал поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1. Резисторы R5, R6 создают искусственную нулевую точку, a R7 и R11 служат для установки необходимого режима работы ОУ. Переменным резистором R10 регулируют усиление каскада. Конденсаторы С6 и С7 — элементы коррекции частотной характеристики ОУ.

ОУ DA2 сравнивает напряжение, поступающее через резистор R15 с выхода DA1, с образцовым. Последнее регулируют переменным резистором R13. Назначение резисторов R17 и R21 аналогично R7 и R11. Благодаря положительной обратной связи через резистор R18 компаратор на ОУ DA2 обладает небольшим гистерезисом, что повышает четкость его срабатывания. Выходной сигнал компаратора через ключ на транзисторе VT3 управляет светодиодом HL1.

 

Печатная плата ИЭП (рис. 2) из стеклотекстолита помещена в пластмассовый корпус размерами 90x60x22 мм. Вырез платы предназначен для размещения рядом с ней батареи питания GB1 напряжением 9 В («Крона», «Корунд»). Органы управления (R10, R13, SA1) и светодиод HL1 выведены на одну из боковых стенок корпуса. Работоспособность ИЭП сохраняется при снижении напряжения питания до 3 В. В дежурном режиме потребляемый ток не превышает 0,2 мА, увеличиваясь до 5 мА при срабатывании и зажигании светодиода. При налаживании ИЭП, возможно, потребуется подобрать резисторы R9 и R18.

Транзистор VT1 можно заменить любым из серии КПЗОЗ, a VT2 и VT3 — маломощными кремниевыми биполярными транзисторами соответствующей структуры. Переменные резисторы R10 и R13 — СПЗ-4. Выключатель SA1 — П1Т-1-1В.

Если движок переменного резистора R10 установлен в левое, a R13 — в верхнее по схеме положение, усиление наведенного на датчик ИЭП сигнала минимально, а порог срабатывания максимален. В таком состоянии прибор позволяет по зажиганию светодиода HL1 отличить «фазовый» провод бытовой электросети от «нулевого». Достаточно поочередно приблизить датчик — корпус транзистора VT1 — к изоляции каждого из этих проводов. Недопустимо прикасаться датчиком к неизолированным проводам и металлическим предметам, например, корпусам аппаратуры.

Чтобы найти с помощью ИЭП скрытую в стене проводку, необходимо увеличить усиление и понизить порог. О приближении датчика к трассе проводов, находящихся под напряжением, свидетельствует зажигание светодиода HL1. При дальнейшем увеличении усиления и понижении порога срабатывания удается обнаруживать токоведущие провода на значительном расстоянии. Например, настроенный соответствующим образом ИЭП подавал сигнал на расстоянии 3 м от шин, находящихся под напряжением 10 кВ.

Похожий материал: Индикатор электрического поля

radio-uchebnik.ru

Пробный заряд – индикатор поля — МегаЛекции


 

№ п/п Свойство пробного заряда
q0 (Кл)
Параметр Применение
Величина q0 q0 << q Для меньшего искажения поля
Размер тела с зарядом q0
 
 
d << r
(пренебречь
размерами)
Тело точечное
Знак заряда q0 Всегда положителен
+ q0
Для определения знака заряда q по взаимодействию

 

Заряд электрона – наименьший в природе

 

№ п/п Свойство электрона (℮) Параметр
Величина заряда q
 
|q| = 1,6 . 10–19Кл
Знак заряда ℮
 
Отрицательный
Масса электрона
 
m = 9,1 . 10–31кг

Сила Кулона – мера взаимодействия электрических зарядов

 

 

 

Сравнение силовых и энергетических характеристик

Электростатического поля

Окончание таблицы

Графическое изображение полей Силовые линии: (СЛ)
1) Вектор касателен к СЛ в любой точке СЛ.
2) Направлены
от +∞, к –∞
3) Разомкнуты
4) Густота ~
5) СЛ не пересекают друг друга
Эквипотенциальные поверхности: ЭПП
1) φ = const в любой точке ЭПП
 
2) Без направления
(не имеют)
3) Замкнуты
4) чем r >, тем <
5) ЭПП не пересекают друг друга
  СЛ пересекают ЭПП под прямым углом
СЛ ЭПП

 

 

Графическое изображение электростатических полей

 

Отдельные заряды
 
 
Диполь
 

 


Окончание таблицы

 
 
Конденсатор

 
(поле однородное) φ1 > φ2

Сравнение силовых параметров гравитационных,

Электростатических и магнитных полей

Окончание таблицы

Силовая характеристика  
 
; В = μμ0Н
Принцип суперпозиции  

 

 

Два вида соединений элементов цепей переменного тока

Аналогия параметров конденсатора и катушки

Как элементов электрических цепей

Сравнение двух типов источников магнитных полей

 

Окончание таблицы

 
 



Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru