Устройство для моделирования молнии

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61)Дополнительное к авт, сеид-ву 22) Заявлено 151280 (21) 3218131/28-12 РМ К з С 09 В 23/18 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССРно делам изобретений и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 231082. Бюллетень 8939 53 УДК 621. 317.329(088.8) Дата опубликования описания 231082В.И Научно-исследо ател ский и ститут высок х нйпрджечий при Томском ордена Октябрьской Революции и ощтвна ЖРудбзого т Красного Знамени политехническом институте им. С.М.%Грове 1) Заявите(54) УСТРОЙСТВ МОДЕЛИРОВАНИЯ МОЛНИИ устр про сниж ель достигается тем,для моделированияащее пороговый элемент,.оследовательно. соедиобой источник питания,тирующий элемент, блока молнии, разрядныйэлемент и сопротивлесодержит последовательвторой пороговый элепри этом первый уп 3 Указанная ц что устройство молнии, содерж интегратор и п ненные между с зарядный комму имитации канал коммутирующий ние нагрузки,но соединенные мент и триггерка ме ые элементы 6 и 7иены в виде тригге подклюдиого из выходов триггер равляющему входу з Один к Изобретение относится к учебнымпособиям по физике и может быть использовано при моделировании физических процессов, протекающих при образовании молнии.Известно устройство для моделирования молнии, содержащее пороговыйэлемент, интегратор и последовательно соединенные между собой источникпитания, зарядный коммутирующий элемент, блок имитации канала молнии,разрядный коммутирующий элемент исопротивление нагрузки1 .Однако при работе ойства неучитываются процессы, исходящие 1в канале молнии, что ает качество моделирования,Целью изобретения является повышение качества моделирования.2 равляющий выход блока имитации каналамолнии через первый пороговый элементсоединен с первым входом триггера,второй управляющий выход блока имита"ции канала молнии через второй пороговый элемент соединен с вторым входомтриггера первый выход которого соединен с управляющим входом зарядногокоммутирующего элемента, а второйвыход триггера через интегратор соединен с управляющим входом разрядногокоммутирующего элемента.На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - эпюры напряжений.Устройство включает последовательно соединенные источник питания 1,зарядный коммутирующий элемент 2,блок имитации канала молнии 3, разрядный коммутирующий элемент 4и сопротивление нагрузки 5.Управляющие выходы блока имитациинала молнии 3 через тороговые эленты 6 и 7 подключены к входам триггера 8,Порогов могутбыть выпол ров Шмитта.коммутирующего элемента 2, а другой- через интегратор 9 к управляющему .входу .азрядного коммутирующего элемента 4.Для поя нения работы предствалены эпюры напряжений в точках 1015, 5Блок имитации канала молнии 3 представляет последовательность каскадно включенных звеньев, состоящих из сопротивлений 16 и 17 (й ,й), емкостей 18 (С 1), индуктивностей 19 (,) и 10 ,нелинейных элементов диодов 20 (О).Число этих звеньев зависит от дли- ны имитируемого канала молнии.Устройство работает следующим образом, 15В исходном состоянии после включения напряжения источника питания 1 зарядный коммутирующий элемент 2 замкнут, а разрядный коммутирующий элемент 4 разомкнут. Происходит заряд емкостей в блоке имитации канала молнии 3 и напряжение на втором выходе этого блока постепенно повышается (диаграмма 10), Как только величина этого напряжения достигнет заданного порогового уровня, происхо" дит срабатывание триггера Шмитта б (диаграмма 11). Сработав, триггер Шмитта 6 перебрасывает в другое устойчивое состояние триггер 8. Сигнал с выхода триггера 8 непосредствен- ЗО но воздействует на второй вход зарядного коммутирующего элемента 2 и закрывает его. Заряд блока имитации канала молнии 3 прекращается. В это же время сигнал с другого выхода триг гера 8, пройдя через интегратор 9, воздействует на второй вход разрядного коммутирующего элемента 4 и от.- крывает его. Происходит разряд блока имитации канала молнии 3 (диаграм :. 40 ма 12) и на .сопротивлении нагрузки можно наблюдать моделируемый импульс тока молнии. Интегратор 9 позволяет. осуществлять плавное открывание разрядного элемента 4, а следовательно, 45 регулировать длительность переднего Фронта моделируемого импульса, Если регулировать длительность переднего Фронта моделируемого импульса не требуется, то интегратор 9 может отсутствовать.После того как напряжение на третьем выходе блока имитации канала молнии 3 (диаграмма. 12), который соотетствует верхней части канала молнии, упадет до порогового уровня, произой-з 5 дет срабатывание триггера Шмитта 7(диаграмма 13). Сработав, триггер Шмнтта 7 перебросит в другое устойчивое состояние триггер 8. Сигналы с выходов триггера 8 откроют зарядный коммутирующий элемент 2 и закроют разрядный коммутирующий элемент 4, Схема возвратится в первоначальное состояние и начнется следующий цикл ее работы.В устройстве так же, как и в реальных условиях, срабатывание зарядного и разрядного коммутирующих элементов происходит в те моменты времени, когда потенциалы верхнего и нижнего концов канала молнии достигнут заданных величин. Это повышет качество и точность моделирования процессов, происходящих при разряде молнии и способствует более четкому пониманию процессов, характеризующих такое крупномасштабное явление, как разряд на землю.Формула изобретенияУстройство для моделирования молнии, содержащее пороговый элемент,интегратор и последовательно соединенные между собой источник питания,зарядный коммутирующий элемент, блокимитации канала молнии, разрядныйкоммутирующий элемент и сопротивление нагрузки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениякачества моделирования, оио содержит последовательно соединенные второй пороговый элемент и триггер,при этом первый управляющий выход .блока имитации канала молнии черезпервый .пороговый элемент соединен спервым входом триггера, второй управляющий выход блока имитации каналамолнии через второй пороговый элемент соединен с вторым входом триггера, первый выход которого соединенс управляющим входом зарядного коммутирующего элемента, а второй выход триггера через интегратор соединен с управляющим входом разрядного коммутирующего элемента,Источники информации,принятые, во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2913908/28-12,кл, 0 09 В 23/18, 1980.,968844 иг ставитель В. ТюркинхредМ.Гергель тор, Л. Бокшан о акто ак иал ППН "Патент", г. Ужгород, ул, Проек 79/78 Тираж 472 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушск