Физические процессы, протекающие в генераторе. Эквивалентная схема генератора.
Возможны два подхода к описанию процессов происходящих в генераторе. Во-первых, это модель процесса, основанная на описании пьезоэлектрического эффекта. Для большого числа применяемых на практике сегнетоэлектрических источников электрического напряжения единственно применимой является только эта модель. Во-вторых, следует отметить модель, предполагающую, что по рабочему телу движется ударная волна, которая имеет интенсивность, достаточную для перевода материала из сегнетоэлектрического в параэлектрическое состояние. В этой модели именно изменение состояния материала обуславливает генерацию электрического напряжения. В частности, этот подход описан в работах /1-5/ и ряде других работ. Такой подход предполагается и в настоящей статье.
Рис. 2. Эквивалентная электрическая схема генератора. В реальной рукции, даже при наличии в рабочем теле достаточно сильной ударной волны, в нем, тем не менее, обязательно будет присутствовать и пьезоэлектрический эффект. Кроме того, рассматриваемая модель не учитывает весьма сложную картину реальной системы ударных и акустических волн, распространяющихся по рабочему телу. Все эти неточности модели, обусловленные принятыми допущениями, могут быть компенсированы выбором величин эмпирических коэффициентов.
При указанном подходе к моделированию процесса, эквивалентная электрическая схема сегнетоэлектрического генератора может быть представлена в виде, показанном на рис. 2. Обоснование представленной эквивалентной электрической схемы дано в работе /5/. Интенсивность процесса деполяризации сегнетоэлектрического рабочего тела будет характеризоваться параметрами источника тока i0. Емкость сегнетоэлектрического рабочего тела обозначена на схеме Cg. Переменное сопротивление Rg, в обобщенном виде характеризует различного рода утечки заряда. Зависимости величин i0 и Rg от времени могут быть взяты, например, из работы /5/.
Нагрузка может быть представлена в виде последовательно соединенных между собой активного сопротивления R, индуктивности L и емкости C. Характеристики нагрузки обычно бывают хотя бы примерно известны до начала проектирования генератора.
На рис. 3, заимствованном из работы /5/, приведена типичная зависимость напряжения на емкости нагрузки от времени. Сплошная кривая на этом рисунке получена при испытаниях сегнетоэлектрического рабочего тела, в котором площадь ударной волны составляла 4,8 см2, а путь ударной волны по рабочему телу 20 мм. Материал рабочего тела v пьезоэлектрическая керамика ЦТС-19. Конструкция генератора монтировалась в пластмассовом корпусе цилиндрической формы с внешним диаметром 40 мм и длиной 42 мм. Масса заряда взрывчатого вещества составляла около 3 г. Генератор подключался к нагрузке с емкостью 1000 пФ, индуктивностью 30 мкГн и с активным сопротивлением несколько десятков Ом. При функционировании генератора напряжение на емкости нагрузки повышалось до 35 кВ. Пунктирная кривая на рис. 3 была рассчитана по программе, написанной в соответствии с изложенной в работе /5/ методикой. 
Рис. 3. Экспериментальная и теоретическая зависимости напряжения на емкости нагрузки от времени.
Немного больше о технологиях >>>
Замысел Бога в Его Творениях
На рубеже 16-17 веков, когда наука в
совpеменном смысле слова еще только заpождалась, большинство ученых были
глубоко веpующими христианами. Они считали, что их исследования пpиpоды
позволяют лучше увидеть и понять мудpость и благость Господа, пpоявляемые в Его
созданиях.
Од ...
Явления, обусловленные движением Земли относительно мирового эфира
Эйнштейн
предполагал, что все попытки обнаружить движение Земли относительно мирового
эфира оказались безуспешными. Безуспешными оказались попытки обнаружить
«эфирный ветер», возникающий при движении Земли относительно мирового эфира
вследствие полного увлечения эфира атмосферо ...
