Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип электродвигателя, основанный на притяжении и отталкивании электрического заряда.
Type of electric motor based on attraction and repulsion of electric charge
Электростатический двигатель, или конденсаторный двигатель, – это тип электродвигателя, работающий на основе притяжения и отталкивания электрических зарядов. Альтернативным типом электростатического двигателя является электростатический ионный двигатель космического аппарата, в котором силы и движение создаются за счет электростатического ускорения ионов.
An electrostatic motor or capacitor motor is a type of electric motor based on the attraction and repulsion of electric charge. An alternative type of electrostatic motor is the spacecraft electrostatic ion drive thruster where forces and motion are created by electrostatically accelerating ions.
Обзор
Электростатический двигатель основан на притяжении и отталкивании электрического заряда. Как правило, электростатические двигатели являются дуалами традиционных двигателей с обмотками. Обычно они требуют высоковольтного источника питания, хотя в очень маленьких двигателях используются более низкие напряжения. Традиционные электродвигатели, напротив, используют магнитное притяжение и отталкивание и требуют высокого тока при низком напряжении. Первые электростатические двигатели были разработаны Эндрю Гордоном и Бенджамином Франклином в 1740-х и 1750-х годах. В настоящее время электростатические двигатели часто применяются в микромеханических системах (MEMS), где их рабочее напряжение составляет менее 100 вольт, а изготовление движущихся заряженных пластин значительно проще, чем изготовление обмоток и железных сердечников.
An electrostatic motor is based on the attraction and repulsion of electric charge. Usually, electrostatic motors are the dual of conventional coil based motors. They typically require a high voltage power supply, although very small motors employ lower voltages. Conventional electric motors instead employ magnetic attraction and repulsion, and require high current at low voltages. In the 1740s and 1750s, the first electrostatic motors were developed by Andrew Gordon and by Benjamin Franklin. Today the electrostatic motor finds frequent use in micro mechanical (MEMS) systems where their drive voltages are below 100 volts, and where moving, charged plates are far easier to fabricate than coils and iron cores.
Коронаразрядный двигатель
Мотор с коронным разрядом, также известный как коронный двигатель, известен на протяжении веков.
The corona discharge motor, also known as corona motor, has been known for centuries.
Нанотрубчатый наномотор
В 2004 году исследователи из Калифорнийского университета в Беркли разработали ротационные подшипники на основе многостенных углеродных нанотрубок. Прикрепляя золотую пластину (с размерами порядка 100 нм) к внешней оболочке подвешенной многостенной углеродной нанотрубки (подобно вложенным углеродным цилиндрам), они смогли электростатически вращать внешнюю оболочку относительно внутреннего ядра. Эти подшипники отличаются высокой прочностью; устройства подвергались колебаниям тысячи раз без каких-либо признаков износа. Эти наноэлектромеханические системы (НЭМС) представляют собой перспективное направление в области миниатюризации и в будущем могут найти применение в коммерческих разработках.
In 2004, researchers at University of California, Berkeley, developed rotational bearings based upon multiwall carbon nanotubes. By attaching a gold plate (with dimensions of the order of 100 nm) to the outer shell of a suspended multiwall carbon nanotube (like nested carbon cylinders), they are able to electrostatically rotate the outer shell relative to the inner core. These bearings are very robust; devices have been oscillated thousands of times with no indication of wear. These nanoelectromechanical systems (NEMS) represent a promising direction in miniaturization and may find their way into commercial applications in the future.
Электростатический ионный привод
Электродвигатели в целом создают движение при питании электрическим током. Распространенный тип ионного двигателя космического аппарата использует электростатические силы для ускорения ионов, генерируя тем самым тягу, и поэтому может рассматриваться как нетрадиционный электродвигатель. Решетчатые электростатические ионные двигатели обычно используют ксенон. Этот газ не имеет заряда и ионизируется путем бомбардировки энергичными электронами. Эти электроны могут поступать от нагретой нитевидной катода и ускоряться в электрическом поле падения катода на анод (ионный двигатель типа Кауфмана). В качестве альтернативы, электроны могут ускоряться колеблющимся электрическим полем, индуцированным переменным магнитным полем катушки, что приводит к самоподдерживающемуся разряду и исключает необходимость в катоде (радиочастотный ионный двигатель).
Electric motors, in general, produce motion when powered by electric currents. The common type of spacecraft ion thruster uses electrostatic forces to accelerate ions to generate forces to create motion, and thus can be considered as unconventional electric motors. Gridded electrostatic ion thrusters commonly utilize xenon gas. This gas has no charge and is ionized by bombarding it with energetic electrons. These electrons can be provided from a hot filament cathode and accelerated in the electrical field of the cathode fall to the anode (Kaufman type ion thruster). Alternatively, the electrons can be accelerated by the oscillating electric field induced by an alternating magnetic field of a coil, which results in a self sustaining discharge and omits any cathode (radiofrequency ion thruster).