ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

       

устройство, в к-ром высокое пост. напряжение создаётся при помощи механич. переноса электрич. зарядов. Различают Э. г. с диэлектрич. транспортёром зарядов и с транспортёром, состоящим из металлич. цилиндров или стержней, разделённых изоляторами (транспортёр с проводящими зарядоносителями). Диэлектрич. транспортёры могут быть выполнены в виде жёсткого цилиндра или диска (роторные Э. г.) либо в виде гибкой ленты (генераторы Ван-де-Граафа). УЭ. г. с диэлектрич. транспортёром (рис. 1) заряд непрерывно стекает на него со щётки или пластинки и переносится внутрь полого высоковольтного электрода Э, где заряд стекает на этот электрод. Переносимый транспортёром ток равен: I= sbv, где s — поверхностная плотность заряда, b — ширина транспортёра, v — его линейная скорость. Если у высоковольтного электрода на транспортёр наносятся заряды обратной полярности, переносимый ток увеличивается вдвое. Плотность зарядов а ограничена возникновением поверхностных электрич. разрядов и обычно составляет (3—4) •10-9 Кл/см2 при токе I<1 мА.

У транспортёра с проводящими зарядоносителями заряды наносятся на их поверхность методом электростатич. индукции и передаются высоковольтному электроду дискр. порциями.

Рис. 1. Схема электростатич. генератора с диэлектрич. транспортёром зарядов: Т — транспортёр ширины b; Щ — устройства (щётки и острия) для нанесения и съёма зарядов; Э — высоковольтный электрод.

Переносимый транспортёром ток равен: I=qN, где q — заряд зарядоносителей, N — число зарядоносителей, касающихся высоковольтного электрода за 1 с. Транспортёр из цилиндров (п е л л е т р о н) передаёт ток = 0,1 мА, транспортёр из стержней (л а д д е т р о н) — до 0,5 мА при скорости перемещения носителей =10 м/с. Возможно параллельное включение неск. транспортёров.

Напряжение на выходе Э. г. пропорц. сопротивлению нагрузки и току транспортёра I. Регулировать и стабилизировать его можно, изменяя ток в цепи нагрузки или плотность s наносимых на транспортёр зарядов. В первом случае постоянная времени регулятора составляет неск. мс, во втором — десятые доли с. Э. г. имеют малую запасённую энергию W= CU 2 (С — ёмкость высоковольтного электрода, U — напряжение генератора), а также невысокий кпд (15—20% из-за больших аэродинамич. потерь). У Э. г. с гибким транспортёром ток нагрузки обычно не превышает долей мА, а у роторных Э. г. —10 мА.

Первые Э. г. (Р. Дж. Ван-де-Грааф, 1931) имели открытую конструкцию, и у большинства из них напряжение не превышало 1 MB. В дальнейшем секционированные высоковольтные конструкции (рис. 2) и изоляция из сжатых газов позволили повысить напряжение до неск. MB. Созданы Э. г. типа пеллетрон и ладдетрон на напряжение 15—20 MB с изоляцией из элегаза (SF6).

Э. г. используются гл. обр. в высоковольтных ускорителях заряж. ч-ц, а также в слаботочной высоковольтной технике.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.