УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЗАРЯДОВ В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

Полезная модель относится к экспериментальным устройствам для преобразования энергии движущихся зарядов в механическую энергию.
Известно устройство для демонстрации электростатической индукции (патент Украины №15558), содержащее сферу из диэлектрика, покрытую двумя токопроводящими полусферами, соединенными между собой выводами неоновой лампы, и наэлектризованную пластину из оргстекла.
Сфера установлена с возможностью вращения и снабжена приводом вращения. При включении привода сфера вращается в электростатическом поле, создаваемом наэлектризованной пластиной, при этом неоновая лампа загорается, демонстрируя наличие электрического тока между токопроводящими полусферами.
Недостатком этого устройства является отсутствие возможности демонстрировать явление образования в электростатическом поле движущихся электрических зарядов и преобразования их энергии в механическую энергию.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать устройство для демонстрации электростатической индукции с тем, чтобы была возможность демонстрировать не только электростатическую индукцию, но и механизм образования в электростатическом поле движущихся зарядов и преобразования энергии движущихся зарядов в механическую энергию.
Сущность полезной модели состоит в том, что в устройстве для демонстрации электростатической индукции, содержащем установленное с возможностью вращения сферическое пустотелое тело из диэлектрика и источник электростатического поля, последний выполнен в виде двух электродов, расположенных по обе стороны сферического тела и соединенных с генератором электрических зарядов, а внутренняя поверхность сферического тела покрыта двумя разделительными токопроводящими полусферами, соединенными между собой выводами неоновой лампы.
Общими с прототипом существенными признаками полезной модели являются наличие сферического пустотелого тела из диэлектрика, установленного с возможностью вращения, и источника электростатического поля.
Отличительными от прототипа существенными признаками полезной модели есть то, что источник электростатического поля выполнен в виде двух электродов, расположенных по обе стороны сферического тела и соединенных с генератором электрических зарядов, а внутренняя поверхность сферического тела покрыта двумя разделительными токопроводящими полусферами, соединенными между собой выводами неоновой лампы.
Между существенными признаками полезной модели и техническим результатом - созданием возможности демонстрировать механизм образования в электростатическом поле движущихся зарядов и преобразования энергии движущихся зарядов в механическую энергию - существует причинно-следственная связь, которая поясняется следующими
доводами.
Наличие электродов, соединенных с генератором электрических зарядов, позволяет, при определенной мощности генератора, ионизировать воздух вблизи электродов. Ионы, заряженные однородно с электродами, отталкиваются от электродов и, двигаясь к сферическому телу, помещенному между электродами, отдают ему не только электрический заряд, но и механический импульс. В результате в токопроводящих полусферах возбуждается не только электрический ток (как в прототипе), но и происходит передача момента количества движения - сферическое тело приобретает возможность вращаться. Скорость вращения при прочих равных условиях определяется напряженностью электростатического поля, создаваемого электродами. Наличие неоновой лампы, соединенной с токопроводящими полусферами, позволяет демонстрировать величину электрического тока.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
Устройство содержит сферическое пустотелое тело 1, установленное с возможностью вращения вокруг оси 2. Внутренняя поверхность сферического тела 1 покрыта двумя токопроводящими полусферами 3, соединенными между собой выводами 4 неоновой лампы 5. С двух сторон от сферического тела 1 расположены электроды 6, выполненные в виде распушенных проволочек 7, направленных в сторону сферического тела. Электроды соединены с генератором электрических зарядов 8, представляющим собой, например, электрофорную машину, проводником 9.
При включении генератора 8 и подаче высокого напряжения на электроды 6 на концах проволочек 7 концентрируются электрические заряды, создающие электростатическое поле и ионизирующие воздух вблизи электродов.
Ионы воздуха, которые имеют ту же полярность, что и электроды, отталкиваются от электродов и передают сферическому телу 1 свой заряд и механический импульс. В результате сферическое тело приобретает вращательный момент - сфера вращается. При этом свободные электроны токопроводящих полусфер 3 под действием электростатического поля и в результате вращения сферы перетекают с одной полусферы 3 на другую через неоновую лампу 5.
Таким образом, устройство позволяет демонстрировать явление образования в электростатическом поле движущихся зарядов и преобразование их энергии в механическую энергию.