Устройство для моделирования молний

Устройство для моделирования молний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙ И Е

Союз Советских

Социалистических

Республик (i>)896674 к авторскому свидетельствм (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.04.80 (21) 2913908/28-12 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 07.01.82 (51) М. Кл. з

G 09 В 23/18

Государственный комитет (53) УДК 621.327 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. И. Потапкин и A. А. Пегов

Научно-исследовательский институт вы при Томском ордена Октябрьской Революц

Красного Знамени политехническом институте им. (71) Заявитель ирова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МОЛНИЙ

Изобретение относится к учебным моделям по физике, и может быть использовано для демонстрации, характеризующих явления, связанные с образованием и распространием молнии.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные источник питания, зарядный коммутирующий элемент, сопротивление нагрузки и одновибратор, выход которого через интегрирующую цепочку подключен ко второму входу разрядного коммутирующего элемента (1) .

Недостатком известного устройства является то, что процессы разряда и заряда определяются частотой срабатывания задающего генератора без учета потенциала в нижней части имитатора канала молнии, который определяет возможность возникновения пробоя, что значительно отражается на точности моделирования.

Цель изобретения — повышение точности моделирования.

Указанная цель достигается тем, что устройство для моделирования молнии имеет пороговый элемент, при этом второй выход блока имитации канала молнии через ттоследовательно соединенные пороговый элемент и одновибратор подключен ко второму входу зарядного коммутирующего элемента.

Кроме того, пороговый элемент выполнен в виде триггера Шмитта.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие работы устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 питания, зарядный коммутирующий элемент 2, блок 3 имитации канала молнии, разрядный коммутирующий элемент 4 и сопротивление 5 нагрузки.

Второй выход блока 3 имитации канала молнии через пороговый элемент 6, одновибратор 7 и интегрирующую цепочку 8 под15 ключен ко второму входу разрядного коммутирующего элемента 4, а второй выход одновибратора 7 подключен ко второму входу зарядного коммутирующего элемента 2.

В качестве порогового элемента 6 используется триггер Шмитта.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии после включения напряжения источника 1 питания зарядный

896674

5 ! о

Формула изобретения

15 го

25 зо

3 коммутирующий элемент 2 замкнут, а разрядный коммутирующий элемент 4 разомкнут. Происходит заряд емкостей в блоке 3 имитации канала молнии, и напряжение на выходе этого блока постепенно повышается (фиг. 2а!. Как только величина этого напряжения достигнет заданного порогового уровня, происходит срабатывание триггера Шмитта 6 (фиг. 2). Сработав, триггер

Шмитта 6 запускает одновибратор 7, который вырабатывает прямоугольный импульс (фиг. 2в). Импульс с выхода одновибратора 7 непосредственно воздействует на второй вход зарядного коммутирующего элемента 2 и закрывает его. Заряд блока 3 имитации канала молнии прекращается.

В то же время импульс с выхода одновибратора 7, пройдя через интегрирующую цепочку 8, воздействует на второй вход разрядного коммутирующего элемента 4 и открывает его. Происходит разряд блока 3 имитации канала молнии, и на сопротивлении нагрузк:t можно наблюдать моделируемый импульс тока молнии.

Интегрирующая цепочка 8 позволяет осуществить плавное открывание разрядного элемента 4, а следовательно, регулировать длительность переднего фронта моделируемого импульса. По окончании импульса, вырабатываемого одновибратором 7, происходит открывание зарядного коммутирующего элемента 2 и закрывание разрядного коммутирующего элемента 4. Схема возвращается в первоначальное состояние и начинается следующий цикл ее работы.

Период работы рассматриваемого устройства определяется временем заряда последней ячейки блока 3 имитации канала молнии до установленного порогового уровня, а также длительностью импульса, вырабатываемого одновибратором 7, которая выбирается из такого расчета, чтобы за время действия импульса одновибратора на раз4 рядный коммутирующий элемент 4 произошел полный разряд всех ячеек блока 3 имита ии канала молнии. При длине моделируемой молнии в 3 км длительность импульса, вырабатываемого одновибратором 7, может составлять около 5 мс. Этого времени достаточно для полного разряда блока

3 имитации канала молнии.

Изобретение позволяет моделировать условия возникновения разряда, близкие к реальным, что способствует более четкому пониманию процессов, характеризующих разряд молнии на землю.

1. Устройство для моделирования молний, содержащее последовательно соединенные источник питания, зарядный коммутирующий элемент, блока имитации канала молнии, разрядный коммутирующий элемент сопротивление нагрузки и одновибратор, выход которого через интегрирующую цепочку подключен ко второму входу разрядного коммутирующего элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно имеет пороговый элемент, при этом второй выход блока имитации канала молнии через последовательно соединенные пороговый элемент и одновибратор подключен ко второму входу разрядного коммутирующего элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пороговый элемент выполнен в виде триггера Шмитта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2784901/28-12, кл. G 09 В 23/!8, 1979.

896674

Составитель В. Тюркин

Редактор А. Маковская Техред А. Бойкас Корректор Л. Бокшан

Заказ 11712/40 Тираж 975 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

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