Индуктивно-емкостный генератор (lc-генератор)



Индуктивно-емкостный генератор (lc-генератор)

 


Владельцы патента RU 2499320:

Мусин Ильшат Гайсеевич (RU)
Мусин Азат Ильшатович (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции индуктивно-емкостных генераторов, и предназначено для генерации непосредственно высокочастотного электрического тока в одной из фазовых цепей источника переменного тока для потребителя. Технический результат - возможность осуществлять генерацию непосредственно высокочастотного электрического тока без дополнительных устройств, например, в виде преобразователей, поскольку LC-генератор совмещает при своей работе функции и генератора, и преобразователя энергии. Индуктивно-емкостной генератор (LC-генератор), состоит из вакуумной трубки, внутри которой размещены заостренная обкладка и обкладка с плоским торцом, подключенных к источнику тока, а на вакуумной трубке снаружи размещена электромагнитная катушка. Отличается генератор тем, что он состоит из вакуумированной трубки, выполненной из диэлектрика, внутри которой размещены заостренная обкладка, расположенная вдоль центральной оси вакуумной трубки и развернутая острием по направлению к плоской обкладке, и плоская обкладка, выполненная металлической и расположенная на центральной оси вакуумной трубки. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции индуктивно-емкостных генераторов.

Устройство предназначено для генерации непосредственно высокочастотного электрического тока в одной из фазовых цепей источника переменного тока для потребителя.

Известна заявка на изобретение «Устройство, содержащее элементы для передачи индукции, энергии или усиления напряжения», RU 97119059, опубл. 20.11.1999, МПК G21K 5/04, Н05Н 7/02, содержащая вакуумную камеру с окном пропускания, генератор пучка частиц внутри вакуумной камеры, ускоритель пучка и индуктивный элемент. Однако слишком сложное устройство каскада индуктивных элементов и твердотельный мощный формирователь с усилением по напряжению генератора с подстройкой по частоте, практически нивелирует эффект возникновения дополнительных сил, действующих на электроны в вакууме, что делает невозможным эффективное генерирование высокочастотного электрического тока. Кроме того, большое количество дополнительных устройств, в том числе и для съема энергии существенно снижает эффективность работы такого устройства.

Известна заявка на изобретение «Высокочастотный генератор для ионных и электронных источников», RU 2008131500, опубл. 10.02.2010, МПК H01J 27/00, содержащий катушку индуктивности, намотанную вокруг разрядной камеры и высокочастотный источник тока. Однако регулирование мощности высокочастотного генератора осуществляется путем установки входного постоянного напряжения (Uin) и входного тока (Jin) высокочастотного генератора, а также последовательный или параллельный резонансный контур с конденсаторами, в которых теряется значительная доля энергии, которая должна быть направлена на работу электронов. Таким образом существенно усложняется съем энергии с генератора, а также требуется значительное количество дополнительных устройств, например, преобразователь энергии для ее съема, что существенно снижает эффективность генератора.

Известна заявка на изобретение «Способ и устройство (варианты) для генерации электрической энергии из электромагнитного поля колебательного контура», RU 2008110598 опубл.: 27.01.2011, МПК H02K 44/00, содержащее источник переменного тока, катушку индуктивности и прерыватель тока. Используют режим периодической цикличности, однако прерыватель используют для осуществления режима резонанса в контуре, в результате чего накопившаяся электромагнитная (реактивная и активная) энергия в контуре будет превышать потребленную от первичного источника энергии неэлектрического происхождения общую (суммарную) энергию (работу) электронов, но при этом электромагнитная энергия снимается непосредственно с зажимов катушки индуктивности или конденсатора с помощью емкостного накопителя энергии или (и) свободных зарядов (квантов возбуждений), например выполненного по типу сферического или цилиндрического, или тороидального, или другого конденсатора (емкости). Для съема такой электромагнитной энергии требуется большое количество дополнительных устройств, что существенно усложняет устройство, а также в колебательный контур не включена вакуумная камера. Генератор и преобразователь энергии разделены.

Известно также изобретение «Способ генерирования высоковольтных импульсов и устройство для его осуществления», патент №2110143, заявка RU 96115627, опубл. 27.08.1998, МПК H03K 3/53, содержащее энергопровод, который выполнен в виде широкополосной однородной длинной линии с распределенными параметрами, состоящей из N отрезков, соединенных разрядниками каскадов, причем каждый из отрезков содержит в прямом токопроводе разрыв, емкостный накопитель каскада, включенный в разрыв прямого токопровода. Такой генератор может быть включен в одну из фаз потребителя переменного т ока, т.е. Генератор подключается в разрыв проводника высокого напряжения. Целью изобретения является создание способа генерирования высоковольтных импульсов. Изобретение позволяет достичь покаскадного обострения фронта импульса, формирующегося в энергопроводе генератора. Однако каскад емкостных накопителей практически нивелирует эффект возникновения дополнительных сил, действующих на электроны в вакууме, что делает невозможным эффективное генерирование высокочастотного электрического тока. Кроме того, большое количество дополнительных устройств, в том числе и для съема энергии существенно снижает эффективность работы такого устройства, а также о в данном изобретении энергопровод, состоящий из прямого и обратного токопроводов, но при этом зарядка распределенной емкости осуществляется в процессе распространения электромагнитной волны (электромагнитного импульса) по энергопроводу со скоростью. Поскольку применяется распределенная емкость - то существенно увеличиваются потери в генераторе, а, следовательно и его эффективность.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является изобретение «Преобразователь энергии, использующий заряженные частицы», публикация WO 90/13905 от 15.11.1990 г., МПК H01J 23/34, Т-образную обкладку и индукционную катушку. Однако Т-образная емкость подключена к постоянному току высокого напряжения. Разряд происходит темновой от катода до анода, а не искровой, как в предложенном техническом решении, в котором разряд осуществляется однонаправлено от обкладки заостренной к плоской обкладе, т.е. вдоль энергопровода слева направо. Иными словами используют другой принцип генерации, кроме того, в данном изобретении осуществляется отдельно подача (вход) энергии в Т-образную емкость, а постоянный ток и отбор энергии (выход) снимают в виде импульсного тока с катушки индуктивности, в то время, как в предложенном техническом решении осуществлено последовательное соединение индукционной катушки и Т-образной емкости, что создает LC-генератор, работающий в одном проводнике - фазе переменного тока. Это дает возможность получить участок электрической цепи с источником ЭДС или иными словами генератор встроен в линейный проводник переменного тока высокого напряжения без каких-либо дополнительных приспособлений.

Предложенное техническое решение индуктивно - емкостного генератора позволяет достичь следующего технического результата: за счет конструкции LC-генератора осуществлять генерацию непосредственно высокочастотного электрического тока, без дополнительных устройств, например, в виде преобразователей, поскольку LC-генератор совмещает при своей работе функции и генератора и преобразователя энергии.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что индуктивно-емкостной генератор (LC-генератор), состоит из вакуумной трубки, внутри которой размещены заостренная обкладка и обкладка с плоским торцом, подключенных к источнику тока, а на вакуумной трубке снаружи размещена электромагнитная катушка. Отличается тем, что он состоит из вакуумированной трубки, выполненной из диэлектрика, внутри которой размещены заостренная обкладка, расположенная вдоль центральной оси вакуумной трубки и развернутая острием по направлению к плоской обкладке и плоская обкладка, выполненная металлической и расположенная на центральной оси вакуумной трубки. Расстояние между заостренной обкладкой и плоской обкладкой подобрано таким образом, чтобы обеспечивать искровой разряд между ними при взаимодействии с магнитным полем индукционной катушки и, которые совместно образуют во внутреннем пространстве стеклянной трубки Т-образную емкость (вакуумный конденсатор), снаружи от стеклянной вакуумированной трубки размещена высоковольтная индукционная катушка (ВИК), один конец которой подключен к источнику переменного тока высокого напряжения той же фазы, что и плоская обкладка Т-образной емкости, при этом обеспечивают зарядное напряжение, достаточное для запуска процесса автоэлектронной эмиссии с заостренной обкладки с пробоем до плоской обкладки Т-образной емкости (конденсатора) и второй конец ВИК последовательно электрически подсоединен к заостренной обкладке Т-образной емкости. При этом плоская обкладка подключена последовательно с индукционной катушкой через разрядный промежуток и заостренную обкладку к источнику переменного тока высокого напряжения той же фазы, что и индукционная катушка, причем ВИК размещена в зоне между заостренной и плоской обкладками, образующими эту Т-образную емкость, обеспечивая работу выхода электронов из острия обкладки Т-образной емкости, равную eU, где e - заряд единичного электрона, и прямолинейное ускорение электронов по оси индукционной катушки в Т-образной емкости, размещенной внутри нее, а полная энергия потока электронов из острия заостренной обкладки удовлетворяет формуле Эйнштейна:

E n = A B + m ν 2 2

где En - полная энергия потока электронов

eU - работа высокого напряжения, создающего условие для совершения работы выхода электронов из острия обкладки Т-образной емкости;

е - единичный заряд электрона

m ν 2 2 - кинетическая энергия электронов, ускоренных в неоднородном и линейном - однородном магнитном поле индукционной катушки

m - масса электрона как частицы

v - скорость света, равная скорости выхода электронов, которая обеспечена искровым разрядом (свечением, это высокочастотный разряд в момент пробоя диэлектрика - вакуума) в Т-образной емкости. В частных случаях, которые не охватывают всех возможных вариантов исполнения предложенного индуктивно - емкостного генератора, вакуумная трубка может быть выполненной стеклянной, и, например, иметь диаметр 15-20 мм. Заостренная обкладка может быть выполнена металлической, круглого сечения диаметром 2-3 мм и расположена, в частности, от торца вакуумной трубки не менее 15 мм. Кроме того, заостренная обкладка может быть выполнена из вольфрама. Плоская обкладка выполнена также, например, из вольфрама. Она может иметь форму плоской круглой пластины толщиной 0,5-1.0 мм и диаметром от 8 до 12 мм, и в частности, быть расположена от конца заостренной обкладки на расстоянии от 30 до 50 мм при напряжении в линейной цепи в интервале 10 кВ-100 кВ. При этом плоская обкладка может быть расположена от торца вакуумной трубки не менее 15 мм. Витки ВИК непосредственно намотаны на вакуумную трубку, а источник переменного тока высокого напряжения, подключенный к ВИК, может иметь напряжение не менее 10 кВ. Кроме того, ВИК в частном случае размещена симметрично относительно вакуумной трубки.

Данное техническое решение иллюстрируется чертежом, который не охватывает всех возможных конструктивных вариантов исполнения представленной схемы подключения.

На Фиг 1 показана электрическая схема индуктивно-емкостного генератора (LC-генератор).

Устройство LC-генератора, показанное на Фиг.1 состоит из стеклянной вакуумированной трубки (1), внутри которой размещена Т-образная емкость, состоящая из заостренной обкладки (2) и плоской обкладки (5). Вакуумная трубка с обкладками представляет собой объемный конденсатор в сочетании с разрядником, в котором в зоне (4) - осуществляется искровой разряд, протекающий от заостренного конца заостренной обкладки (2) к плоской обкладке (5). Т-образная емкость работает как вакуумный конденсатор. Снаружи стеклянной вакуумированной трубки (1) между обкладками (2 и 5) Т-образной емкости, в частности, в зоне между заостренной (2) и плоской (5) обкладками, образующими эту Т-образную емкость, размещена высоковольтная индукционная катушка (ВИК) (3), один конец которой подключен к источнику переменного тока высокого напряжения (6), второй конец последовательно с помощью электрической связи (7) - к заостренной обкладке (2) Т-образной емкости. Плоская обкладка (5) включена посредством электрической связи (8) в цепь переменного тока высокого напряжения той же фазы, что и ВИК (3).

Таким образом, один конец ВИК (3) подключен к источнику переменного тока высокого напряжения проводником (электрической связью) (6) той же фазы, что и плоская обкладка (5) Т-образной емкости, при этом обеспечивают зарядное напряжение в Т-образной емкости в зоне (4), достаточное для запуска процесса автоэлектронной эмиссии с заостренной обкладки (2) с пробоем до плоской обкладки (5) Т-образной емкости (вакуумного конденсатора). Второй конец ВПК (3) последовательно электрически подсоединен через проводник (7) к заостренной обкладке (2) Т-образной емкости. Плоская обкладка (5) подключена последовательно с индукционной катушкой через разрядный промежуток - зона (4) и заостренную обкладку (2) к источнику переменного тока высокого напряжения той же фазы - проводник (6), что и ВИК, а через проводник (8) к той же фазе - линейно в сеть.

ВИК (3) обеспечивает работу выхода электронов из острия обкладки (2) Т-образной емкости, равную eU, где e - заряд единичного электрона, и прямолинейное ускорение электронов по оси индукционной катушки (ВИК) (3) в Т-образной емкости, размещенной внутри нее, а полная энергия потока электронов из острия заостренной обкладки (2) в зоне (4) удовлетворяет формуле Эйнштейна.

Вакуумная трубка (1) преимущественно выполнена стеклянной, или из любого диэлектрика. Кроме того, трубка преимущественно круглой формы в сечении, т.к. На круглую трубку легче намотать индукционную катушку (3), а так же индукционная катушка (3), намотанная на круглую вакуумную трубку (1), имея также круглый сердечник, в виде этой трубки, легче центрует искровой разряд по оси «А-Б». Вакуумная трубка (1) имеет преимущественно диаметр 15-20 мм. В трубке (1) создать идеальный абсолютный вакуум невозможно, то достаточно создать неглубокий вакуум, желательно без присутствия каких либо газов, поскольку при наличии остаточных молекул газов возможно возникновение различных побочных эффектов, которые мешают работе описываемого устройства (например: вторичная ударная ионизация газа ускоренными электронами и т.д.).

В представленном варианте заостренная обкладка (2) выполнена металлической, круглого сечения диаметром 2-3 мм и расположена от торца вакуумной трубки не менее 15 мм. Кроме того, заостренная обкладка (2) в предложенном варианте исполнения выполнена, например, из вольфрама. Заостренная обкладка (2) является неразрушающейся, так как электроны выходят из острия за счет высокого напряжения т.е. происходит холодный разряд, который не разрушает заостренную обкладку (2) Т-образной емкости, поскольку это результат высоковольтной автоэлектронной эмиссии. В рассматриваемом прототипе наоборот, заостренная обкладка емкости является катодом -эмиттером. Заостренная обкладка (2) является по форме - заостренным металлическим проводником круглого сечения и подбирается в зависимости от применяемого напряжения, достаточного для пробоя Т-образной емкости (т.е пробой между заостренной (2) и плоской (5) обкладкой). Плоская обкладка выполнена преимущественно из вольфрама.

Плоская обкладка (5) в рассматриваемом варианте исполнения имеет форму плоской круглой пластины толщиной 0,5-1.0 мм и диаметром от 8 до 12 мм, расположена от конца заостренной обкладки на расстоянии от 30 до 50 мм при напряжении в линейной цепи в интервале 10 кВ - 100 кВ и от противоположного торца вакуумной трубки (1) не менее 15 мм. Круглая форма плоской обкладки выбрана из соображения целесообразности, так как круглая форма лучше, отсутствуют при такой форме краевые эффекты в виде дополнительного разряда, например с острых кромок, если форма будет выбрана квадратная или иной формы. Подключение к высокому напряжению в 10 кВ переменного тока и более создает условие пробоя вакуума (диэлектрика в зоне (4)) в Т-образной емкости (вакуумном конденсаторе). Необходимо подобрать разрядный промежуток - зона (4), исходя из требования возникновения пробоя, которое обеспечивает наличие напряжения не менее 10 кВ. Требуемый эффект будет обеспечиваться в интервале 10-100 кВ.

Т-образная емкость, образованная обкладками (2) и (5) является емкостью, а это, по определению (см. И.В. Савельев, курс общей физики, электричество, изд. «Наука», главная редакция физико-математической литературы, М., 1966 г.) - это два проводника и диэлектрик между ними, поэтому имеется ввиду обычный электрический конденсатор, но у которого одна обкладка заостренная (тогда как у стандартных электрических конденсаторов обе обкладки плоские). Заострение одной обкладки облегчает пробой диэлектрика конденсатора, в нашем случае диэлектрик это вакуум. Пробой конденсатора - это в электродинамике есть ток проводимости. Ток проводимости проходящий через ось индукционной катушки это есть переменный ток, создающий переменное магнитное поле, которое наводит в ней по закону электромагнитной индукции Фарадея индукционный ток, тем самым в предложенной конструкции получают конструктивно и по принципам работы устройства электрический генератор, использующий ток пробоя в Т-образной емкости (то есть в Т-образном конденсаторе), используемой для генерации индукционного тока.

Витки ВИК (3) непосредственно намотаны на вакуумную трубку (1), источник переменного тока высокого напряжения, подключенный к ВИК через проводник (6), должен иметь напряжение не менее 10 кВ. ВИК (3) размещена симметрично относительно вакуумной трубки (1). Так как указано на Фиг.1 проводник (6) помечен волнистым значком, что означает переменный ток, а у переменного тока нет постоянного входа и выхода так как направление тока в линейной цепи ВИК - проводник (7) - заостренная обкладка (2) - разрядная зона (4) - плоская обкладка (5) - проводник (8) меняется, например, как ток промышленной частоты 50 раз в секунду туда и обратно, а, значит также меняется местами вход и выход. В отличии от устройства Шоулдерса, взятого в качестве прототипа, пропускают переменный ток высокого напряжения через Т-образную емкость, а у устройства в прототипе - применяют постоянный ток, поэтому направление тока в прототипе направлено от минус т.е заостренного катода к плоской обкладке -плюсу. В предложенном же устройстве - ток является импульсным, переменным, проводящим в одной фазе линейного проводника цепи.

В предложенном линейном индукционно - емкостном генераторе электроны как «мини магнитики» втягиваются в неоднородное магнитное поле индукционной катушки (ВИК) (3) и ускоряются прямолинейно внутри этой катушки по ее оси в однородном магнитном поле вакуумной трубки (1). Например, по аналогии ускоренное втягивание железа в индукционную катушку при подаче с торца осуществляется независимо от полярности катушки, поскольку в железе, как известно, много свободных электронов и они определяют магнитные свойства материала по определению Ампера циркуляционные круговые токи электронов, а иначе это вращающиеся электроны. В рассматриваемом случае эту функцию несут электроны, вылетающие из заостренного конца заостренной обкладки (2) при пробое в зоне (4). При этом работа предложенного устройства соответствует формуле внешнего фотоэффекта Эйнштейна. Поскольку, в соответствии с формулой Эйнштейна, под действием высокого напряжения электрического поля с острия обкладки совершается выход электронов по формуле E n = A B + m ν 2 2 , где в правой части уравнения первый член уравнения соответствует работе выхода, затем электроны неоднородным магнитным полем на краю индукционной катушки (3) втягиваются в зону (4) и в ней ускоряются по оси катушки в однородном магнитном поле этой зоны (4). Описанный процесс соответствует второму члену уравнения Эйнштейна, где в правой части уравнения описана формула кинетической энергии ускоренного электрона, как частицы имеющей массу и обладающей зарядом, а движущийся заряд, соответственно излучает электромагнитную волну, что в свою очередь, соответствует фотоэлектронной эмиссии.

Одновременно Т-образная емкость, образованная заостренной обкладкой (2) и плоской обкладкой (5) является емкостным накопителем. Поскольку накопителем является любой конденсатор, а Т-образный вакуумный конденсатор имеет очень маленькую емкость и накапливает заряд только до момента пробоя, то тем самым в предложенной конструкции получают высокочастотный разряд, т.е. разряд совершается за очень короткий миллисекундный промежуток времени, а, значит, и высокочастотный ток. В совмещении этих двух функций и состоит назначение LC-генератора.

Высоковольтная индукционная катушка (ВИК)(3) одним концом подключена проводником (6) к источнику переменного тока высокого напряжения той же фазы, что и плоская обкладка (5) Т-образной емкости подключена к проводнику (8). При этом обеспечивают зарядное напряжение, достаточное для запуска процесса автоэлектронной эмиссии с заостренной обкладки (2) с пробоем до плоской обкладки (5) Т-образной емкости (вакуумного конденсатора). 10 кВ и более достаточное для запуска процесса автоэлектронной эмиссии с заостренной обкладки с пробоем. Таким образом, соблюдается условие, описанное формулой E n = A B + m ν 2 2

где eU - работа выхода электронов из острия обкладки (2) Т-образной емкости; в рассматриваемом случае работа высокого напряжения, создающего условие для совершения работы выхода.

m ν 2 2 - кинетическая энергия электронов, ускоренных индукционной катушкой (3), т.е. вначале ускоренных в неоднородном и затем в линейно-однородном магнитном поле индукционной катушки (3).

m - масса электрона как частицы,

En - полная энергия. Исходя из определения энергии - как способности совершить работу, в рассматриваемом случае полная энергия потока электронов.

v - скорость света, равная скорости выхода электронов, которая обеспечена искровым разрядом (свечением, это высокочастотный разряд в момент пробоя диэлектрика - вакуума) в Т-образной емкости. Поскольку v - это скорость света по формуле, а по физическому процессу - искровой разряд, который светится, что означает, что электроны достигли скорости света.

Таким образом, работ выхода электрона и работа электрических сил над электроном в вакууме с ускорением осуществляется в предложенном случае следующим образом: дополнительное ускорение электрон получает не только в неоднородном электрическом поле Т-образного конденсатора (Т-образной емкости), но и в неоднородном поле с торца индукционной катушки (3). Таким образом, вакуумный разрядный промежуток в Т-образной емкости - это часть электрической цепи без сопротивления (в радиотехнике такую цепь называют цепью с отрицательным сопротивлением), следовательно, при отсутствии сопротивления происходит ускорение электронов, а, следовательно, выработка дополнительной энергии.

Второй конец ВИК (3) последовательно электрически подсоединен к заостренной обкладке (2) Т-образной емкости проводником (7), при этом плоская обкладка (5) подключена последовательно с индукционной катушкой (3) через разрядный промежуток (4) и заостренную обкладку (2) к источнику переменного тока высокого напряжения той же фазы проводником (8), что и ВИК - проводником (6).

Таким образом, предложенный LC-генератор подключается в разрыв проводника высокого напряжения, например одна фаза линии электропередачи высокого напряжения (ЛЭП) на фиг.1 видно проводник (6) слева направо. Один конец индукционной катушки (3) подключен к проводнику (6) высокого напряжения переменного тока, т.е. к одному концу разорванной фазы, далее второй конец проводником (7) последовательно к заостренной обкладке (2) Т-образной емкости, а плоская обкладка (5) ко второму концу разорванной фазы проводником (8). В итоге получают последовательное соединение индукционной катушки (3) и Т-образной емкости, которая создает LC-генератор, работающий в одном проводнике (6-7-8) - одной фазы переменного тока. Иными словами участок электрической цепи с источником ЭДС или иначе генератор встроенный в линейный проводник переменного тока высокого напряжения. При этом импульсный ток высокого напряжения в предложенной конструкции вырабатывается и передается в одном и том же проводнике.

Устройство работает следующим образом:

При подключении устройства к источнику высоковольтного напряжения от 10 кВт и более в индукционной катушке (3) создается переменное магнитное поле, а также искровой разряд в зоне (4) в направлении от заостренной обкладки (2) Т-образной емкости к плоской обкладке (5) по оси индукционной катушки (3). В результате переменное магнитное поле индукционной катушки (3) создает вихревое электрическое поле, являющееся сторонней силой ЭДС, которое не только уменьшает работу выхода электронов из острия обкладки (2) Т-образной емкости за счет неоднородного магнитного поля у торца катушки, но и создает индукционный ток в искровом разряде (4), ускоряет, вращает и центрует электронный поток по своей оси. В результате устройство функционирует в качестве линейного индуктивно-емкостного ускорителя электронов или LC-генератора.

Возникающая сторонняя сила ЭДС, т.е. - это вихревое электрическое поле, образующееся в результате изменения электрического поля и/или магнитного поля (в предложенной конструкции изменение обоих полей присутствуют: изменение электрического разряда в Т-образной емкости и изменение магнитного поля в индукционной катушке, и, как следствие, происходит изменение всего электрического поля Т-образной емкости. Сторонняя сила ЭДС - в контексте данного изобретения это сила, создающая движение зарядов в проводниках при пересечении их вихревым электрическим полем аналогично вращению рамки Фарадея в магнитном поле.

Работа устройства соответствует формуле внешнего фотоэффекта Эйнштейна.

Суть устройства состоит в том, чтобы увеличить передаваемую по одному проводнику (одной фазе) мощность в ЛЭП, т.е устройство работает как вторичный генератор электрического тока. Также для снятия возникающей дополнительной мощности требуется, например, конец от плоской обкладки (5) через проводник (8) подключить к нагрузке через вход этой нагрузки, тогда выход с нагрузки подключается к нулевому проводу, т.е. стандартным подключением к нагрузке снимается мощность с фазы переменного тока LC-генератора, встроенного в линейный проводник переменного тока высокого напряжения.

Таким образом, данным изобретением достигается технический результат: генерация высокочастотного электрического тока с помощью предложенной конструкции LC-генератора.

1. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор), состоящий из вакуумной трубки, внутри которой размещены заостренная обкладка и обкладка с плоским торцом, подключенные к источнику тока, а на вакуумной трубке снаружи размещена электромагнитная катушка, отличающийся тем, что вакуумная трубка выполнена в виде вакуумированной трубки из диэлектрика, внутри которой размещены заостренная обкладка, расположенная вдоль центральной оси вакуумной трубки и развернутая острием по направлению к плоской обкладке, и плоская обкладка, выполненная металлической и расположенная на центральной оси вакуумной трубки, а расстояние между заостренной обкладкой и плоской обкладкой подобрано таким образом, чтобы обеспечивать искровой разряд между ними при взаимодействии с магнитным полем индукционной катушки, и которые (обкладки) совместно образуют во внутреннем пространстве вакуумированной трубки из диэлектрика Т-образную емкость (вакуумный конденсатор); снаружи от вакуумированной трубки из диэлектрика размещена высоковольтная индукционная катушка (ВИК), один конец которой подключен к источнику переменного тока высокого напряжения той же фазы, что и плоская обкладка Т-образной емкости, при этом обеспечивают зарядное напряжение, достаточное для запуска процесса автоэлектронной эмиссии с заостренной обкладки с пробоем до плоской обкладки Т-образной емкости (вакуумного конденсатора), и второй конец ВИК последовательно электрически подсоединен к заостренной обкладке Т-образной емкости, при этом плоская обкладка подключена последовательно с индукционной катушкой через разрядный промежуток и заостренную обкладку к источнику переменного тока высокого напряжения той же фазы, что и ВИК, причем ВИК размещена в зоне между заостренной и плоской обкладками, образующими эту Т-образную емкость с обеспечением работы выхода электронов (Ав) из острия обкладки Т-образной емкости, равной eU, где е - заряд единичного электрона, и прямолинейное ускорение электронов по оси индукционной катушки в Т-образной емкости, размещенной внутри нее, а полная энергия потока электронов из острия заостренной обкладки удовлетворяет формуле Эйнштейна
E n = A B + m ν 2 2 ,
где En - полная энергия потока электронов;
eU - работа высокого напряжения, создающего условие для совершения работы выхода электронов из острия обкладки Т-образной емкости;
е - единичный заряд электрона;
m ν 2 2 - кинетическая энергия электронов, ускоренных в неоднородном и линейном - однородном магнитном поле индукционной катушки;
m - масса электрона как частицы;
v - скорость света, равная скорости выхода электронов, которая обеспечена искровым разрядом (свечением, это высокочастотный разряд в момент пробоя диэлектрика-вакуума) в Т-образной емкости.

2. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что вакуумная трубка выполнена стеклянной.

3. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что вакуумная трубка имеет диаметр 15-20 мм.

4. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что заостренная обкладка выполнена металлической круглого сечения диаметром 2-3 мм.

5. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что заостренная обкладка расположена от торца вакуумной трубки не менее 15 мм.

6. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что плоская обкладка выполнена из вольфрама.

7. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что плоская обкладка имеет форму плоской круглой пластины толщиной 0,5-1,0 мм и диаметром от 8 до 12 мм.

8. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что плоская обкладка расположена от конца заостренной обкладки на расстоянии от 30 до 50 мм при напряжении в линейной цепи в интервале 10 кВ - 100 кВ.

9. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что плоская обкладка расположена от торца вакуумной трубки не менее 15 мм.

10. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что витки ВИК непосредственно намотаны на вакуумную трубку.

11. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что источник переменного тока высокого напрежения, подключенный к ВИК, имеет напряжение не менее 10 кВ.

12. Индуктивно-емкостный генератор (LC-генератор) по п.1, отличающийся тем, что ВИК размещена симметрично относительно вакуумной трубки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных системах обработки СВЧ сигнала, а также для создания ЭВМ с частотным представлением информации.

Пдгея // 361482
Наверх