Электростатические генераторы

Электростатические генераторы являются устройствами, в которых механическая энергия непосредственно превращается в электрическую энергию. Первые электростатические генераторы появились ещё в 17 веке и с тех пор непрерывно развиваются и совершенствуются. Принцип действия электростатических генераторов заключается в том, что носители зарядов перемещаются в направлении, противоположном направлению сил электрического поля. Пусть мы имеем плоский конденсатор с расстоянием между пластинами d ₁ и ёмкостью С ₁ (рис.2.1) заряженный до некоторой разности потенциалов U ₁.Приложим силу F и раздвинем пластины на расстояние d ₂. Пренебрегая утечкой заряда с пластин конденсатора в процессе перемещения пластин, можно записать:

(2‑3)

Напряжение на обкладках конденсатора после раздвижения пластин становится больше, поскольку емкость конденсатора уменьшается. Механическая энергия W, затраченная на перемещение пластин, непосредственно переходит в электрическую энергию заряженного конденсатора:

(2‑4)

Этот принцип превращения механической энергии в электрическую лежит в основе всех электростатических генераторов. Принципиально ограничений на величину высокого напряжения U ₂ и накопленную энергию W нет. Однако, практические ограничения, связанные с утечкой заряда с высоковольтного электрода и электрической прочностью изоляции не позволяют пока получать напряжения выше 25 МВ.

Дата добавления: 2014-01-07