Способ бусыгина генерирования электрического потенциала и устройство для его реализации

 

Область техники: электротехника, а именно преобразование постоянного тока в постоянный. Сущность изобретения: формируют спиральное магнитное поле, электропроводник помещают в оси спирального магнитного поля, устройство содержит спиральный магнитопровод с обмоткой возбуждения постоянного тока и проводник, помещенный в оси спирали магнитопровода; магнитопровод может быть выполнен в виде замкнутой тороидальной спирали. Достигаемый технический результат: генерация постоянного тока. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Заявленный способ Бусыгина генерирования электрического потенциала и устройство для его реализации предназначены для преобразования постоянного магнитного поля в постоянный ток и могут найти применение для разработки ускорителей заряженных частиц, в электротехнических приборах для измерения магнитных полей, а также как источник электроэнергии в автономных установках.

Известен способ генерирования электрического потенциала, реализованный в устройства, в котором происходит преобразование постоянного напряжения в постоянное (см. например, а.с. СССР N 1111239, кл. Н 02M 3/02, опубл. 30.08.84 в Б.И. N 32).

Недостаток способа заключается в том, что преобразование происходит с потерей энергии в резисторе. Кроме того, область применения его ограничена рамками преобразования.

Известен также способ генерирования электрического потенциала, более близкий по технической сущности к заявляемому, реализованный в устройстве и принятый в качестве прототипа, заключающийся в генерировании электрического потенциала в проводнике (или полупроводнике) с током при помещении его в магнитное поле (см. например, а.с. СССР N 163508, кл. Н 01L 43/06, опубл. 23.06.64 в Б.И. N 12).

Недостаток известного способа заключается в том, что он относительно сложен, так как основан на полупроводниковом материале. Кроме того, устройства, выполненные по известному способу, требуют длительной и квалифицированной настройки, ненадежны в эксплуатации.

Заявленное изобретение направлено на повышение универсальности применения, повышения надежности и лучшей технологичности изготовления.

Для достижения указанного результата в способе, заключающемся в генерировании электрического потенциала в проводнике при помещении его в область магнитного поля, согласно изобретению магнитное поле формируют в виде спирали, а проводник помещают в оси спирального магнитного поля.

В устройстве для генерирования электрического потенциала в проводнике, содержащем магнитопровод и проводник, размещенный в области магнитопровода, согласно изобретению магнитопровод выполнен в виде спирали, снабжен обмоткой возбуждения постоянного тока, а проводник расположен в оси указанной спирали.

В варианте устройства магнитопровод выполнен в виде замкнутой тороидальной спирали.

Процесс генерирования электрического потенциала при помещении проводника в спиральное магнитное поле является универсальным и может быть использован для изготовления приборов, создания автономных источников электропитания и т.д.

Кроме того, поскольку в предлагаемом способе не требуется предварительная настройка, то процесс получения электрического потенциала получается с применением меньшей аппаратной части.

В заявленном способе нет ограничений по величине тока или напряжения.

На фиг.1 представлена конструкция устройства для генерирования по способу Бусыгина электрического потенциала; на фиг.2 изображен вариант конструкции с обмоткой возбуждения; на фиг.3 показан вариант конструкции с тороидальным замкнутым магнитопроводом и кольцевой токопроводящей катушкой.

Устройство для генерирования электрического потенциала состоит из электропроводящего стержня 1 (см. фиг.1), вокруг которого намотана спираль 2 из предварительно намагниченного магнитопроводящего материала. Вся конструкция расположена на поворотной платформе 3.

Во втором варианте, представленном в двух проекциях (фиг.2), магнитопроводящий материал 2 имеет обмотку возбуждения 4, получающую питание от источника постоянного тока 5. При этом предварительное намагничивание спирали 2 не требуется.

В третьем варианте (фиг.3) электропроводящий стержень выполнен в виде катушки 6, вокруг которой намотан замкнутый магнитопровод 7, часть магнитопровода имеет окно для размещения катушки намагничивания 8. Последняя получает питание от регулируемого источника постоянного тока 9.

Устройство, выполненное в соответствии со способом Бусыгина для генерирования электрического потенциала, действует следующим образом. При помещении проводника 1 (фиг.1) в магнитное поле 2 на его концах возникает разность потенциалов, полярность которых зависит от направления вращения витков магнитопровода и определяется по правилу правоходового винта. Так, если вращение витков магнитопровода совпадает с поворотом правоходового винта, то положительный электрический потенциал будет совпадать с острием винта, а его величина будет выше, чем при левосторонней намотке спирали. Если менять положение магнитопровода по отношению к полю земли с помощью поворотного устройства 3, то суммарный магнитный поток Φ будет определяться как F_Σ= Φ₀+Φ₃,, где Φ₀ магнитный поток от остаточной намагниченности сердечника, а Φ₃ - магнитное поле Земли. В результате будет изменяться ЭДС в токопроводящем стержне 1. Если замкнуть входные зажимы проводника (не показаны), то энергия, запасенная в магнитопроводе и равная Φ_ΣF, где F намагничивающая или коэрцитивная сила, будет преобразовываться в электрическую.

В варианте (фиг. 2) магнитное поле подпитывается за счет обмотки возбуждения 4 и предварительное намагничивание сердечника не требуется. Изменяя ток подмагничивания, можно воздействовать на ЭДС, наводимую на зажимах токопроводящего стержня 1.

В варианте (фиг.3) по данному способу благодаря наличию замкнутого магнитопровода 7 магнитное поле, образуемое катушкой намагничивания 8, может быть значительно увеличено в сравнении с двумя предшествующими вариантами. При этом в токопроводнике 6, выполненном в виде многовитковой катушки, ЭДС также будет значительно выше.

Таким образом, в предлагаемом способе Бусыгина имеется возможность широкого использования магнитного поля, в том числе и магнитного поля Земли, для получения разности потенциалов.

Технико-экономические достоинства способа Бусыгина генерирования электрического потенциала и устройств для его реализации заключается в следующем.

Может быть использовано магнитное поле Земли для генерирования электрической энергии. При этом дополнительного источника питания не требуется.

Затраты энергии на получение разности потенциалов значительно меньше, чем у прототипа.

Устройства, выполненные по данному способу, более просты в изготовлении и не требуют использования специальных материалов.

Устройства не требуют специальных наладочных работ и надежность их выше.

Обеспечена большая универсальность применения, охватывающая диапазон от использования в приборах до генерирования электрической энергии и ускорения заряженных частиц.

Формула изобретения

1. Способ генерирования электрического потенциала, при котором в область магнитного поля помещают проводник, отличающийся тем, что магнитное поле формируют в виде спирали, а проводник помещают в оси спирали магнитного поля.

2. Устройство для генерирования электрического потенциала, содержащее магнитопровод и проводник, помещенный в область магнитопровода, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде спирали, снабжен обмоткой возбуждения постоянного тока, а проводник расположен в оси спирали магнитопровода.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что магнитопровод выполнен в виде замкнутой тороидальной спирали.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3