Метрологическое обеспечение преобразователя энергии электронного пучка в энергию Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Секция «Метрология, стандартизация и сертификация»

УДК 621.3

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА В ЭНЕРГИЮ

А. Д. Дерменева Научный руководитель - Б. Н. Казьмин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: alena_2207@mail.ru

Рассмотрена установка и её метрологическое обеспечение для получения электронных пучков и преобразование их в электроэнергию.

Ключевые слова: электронный пучок, электрическая энергия, электронный генератор.

MEASUREMENT ASSURANCE CONVERTER ENERGY ELECTRON BEAM

IN ENERGY

А. D. Dermeneva Scientific Supervisor - B. N. Kazmin

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: alena_2207@mail.ru

We consider the installation and its metrological support for electron beams and convert them into electricity.

Keywords: electron beam, electric power, electronic generator.

Примерно шестьдесят процентов мировой электроэнергии получается путем сжигания топлива и преобразованием его тепловой энергии в электроэнергию при этом загрязняется окружающая среда отходами сжигаемого топлива [1].

Каждый электрон обладает элементарным зарядом 1.6*10-19 Кл и создает вокруг себя электрическое поле с энергией 511 кВ. Объединив их в электронный пучок можно получить соответствующе количество электроэнергии. Например, 1 моль электронов в пучке при сближении их на расстояние ионного радиуса (r « 10-10 м) может создать суммарное количество энергии порядка 1030 Дж [2].

Рассмотрим установку и ее метрологическое обеспечение для получения электронных пучков и их преобразования в электроэнергию (см. рисунок). Устройство содержит: 1 - источник питания электродугового плазматрона; 2 - блок поджига электрической дуги; 3 - аксиальный анод «А»; 4 - аксиальный катод «К»; 5 - аноды электронной пушки; Ai - управляющий анод; А2 - рабочий анод; 6 - источник питания анодного напряжения; 7 - цилиндр фарадея; ВК - вакуумная камера; 8 - инвертор; 9 - образцовое сопротивление; 10 - дифференциальный усилитель, который должен убрать разность потенциалов и передать ток; 11 - переключателя в один из проводов; 12 - осциллограф DS 1052 E; 13 - трансформатор; 14 - счетчики электрической энергии СЭТ1-1; 14(1) - счетчик потребляемой энергии электронного генератора; 14(2) - счетчик генерируемой энергии.

В камере создается вакуум при давлении 0,13 ПА, контролируем давление в камере с помощью вакуумметра ОКВ-1. Через осциллятор поджигаем электрическую дугу высоковольтной искрой. Между анодом и катодом горит электрическая дуга. Создается ионизирующая среда, где формируется пучок катионов и пучок электронов. Пучок электронов, проходя через цилиндр фарадея, идет определенном направления и с определённой скоростью. При прохождении электронного пучка через преобразователь ток пучка преобразуется в электрическую мощность. Электрическая мощность с помощью трансформатора - преобразователя переходит в обычную сеть [3].

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 2

2

Схема метрологическое обеспечение для получения электронных пучков и их преобразования

в электроэнергию:

1 - источник питания электродугового плазматрона; 2 - блок поджига электрической дуги; 3 -аксиальный анод «А»; 4 - аксиальный катод «К»; 5 - аноды электронной пушки; А1 - управляющий анод; А2 - рабочий анод; 6 - источник питания анодного напряжения; 7 - цилиндр фарадея;

ВК - вакуумная камера; 8 - инвертор; 9 - образцовое сопротивление; 10 - дифференциальный усилитель, который должен убрать разность потенциалов и передать ток с помощь 11 - переключателя в один из проводов; 12 - осциллограф DS 1052 E; 13 - трансформатор, 14 - счетчики электрической энергии СЭТ1-1, 14(1) - счетчик потребляемой энергии электронного генератора, 14(2) - счетчик генерируемой энергии; А - амперметр; V - вольтметр

Для контроля получения электрической энергии с помощь электронного генератора необходимо выбрать средства измерения. С помощью этих измерительных приборов проверяется не только точность и правильность научных выводов, а также с их помочью проводится необходимы контроль и управление определёнными технологическими процессами. Для установки электронного генератора используется вакуумметр компрессионный образцовый ОКВ-1, предназначен для воспроизведения абсолютного давления неконденсирующихся и неагрессивных разреженных газов в диапазоне от 7-10 до 100 Па. Чтобы управлять параметрами электронного пучка применяем осциллограф DS 1052 E, позволяющий контролировать напряжение, ток и скорость электронного потока. Амперметр позволяет измерить и проконтролировать силу электрического тока и вольтметр предназначен для измерения напряжения на электрической дуге. Амперметр, вольтметр, электросчетчик СТЭ1-1, показывающие силу тока, напряжение и количество электроэнергии получаемое из сети или передаваемое в сеть [4].

Таким образом, использование физико-электрических и электроэнергетических свойств электронов можно получать соответствующие количество энергии не сжигая топливо-энергетических ресурсов, не загрязняя окружающую среду.

Библиографические ссылки

1. Топливо-энергетический комплекс России // Информационно-аналитический центр «Энергия». М. : Энергия, 2007. 478 с.

2. Большая энциклопедия словарь. Физика / гл. ред . А. М. Прохоров. М. : Росс. энцикл, 1998,

994 с.

3. Трифанов И. В., Казьмин Б. Н., Рыжов Д. Р., Хоменко И. И. Принципы построения электроэнергетических и электродинамических технологий космических аппаратов : монография. Красноярск, 2015.С. 182.

4. Справочник по метрологии [Электронный ресурс]. URL: http://mccm--vv.narod.ru/metrolog/ metr.htm (дата обращения: 26.04.2016).

© Дерменева А. Д., 2016