Индикатор электрического поля. Электрическое поле: источники, свойства и методы исследования

Что такое электрическое поле. Как создается электрическое поле. Какими свойствами обладает электрическое поле. Как можно обнаружить и исследовать электрическое поле. Какие существуют методы визуализации электрических полей.

Понятие электрического поля и его основные свойства

Электрическое поле — это особый вид материи, который создается вокруг электрических зарядов и простирается в пространстве. Основные свойства электрического поля:

• Создается электрическими зарядами
• Действует на другие электрические заряды
• Обладает энергией
• Изменения поля распространяются с конечной скоростью, равной скорости света
• Электрические поля разных зарядов накладываются друг на друга без взаимодействия (принцип суперпозиции)

Электрическое поле материально и реально существует, что подтверждается многочисленными экспериментами. Его существование нельзя объяснить теорией дальнодействия, согласно которой заряды взаимодействуют через пустое пространство.

Источники электрического поля

Основными источниками электрического поля являются:

• Неподвижные электрические заряды (создают электростатическое поле)
• Движущиеся электрические заряды (электрический ток)
• Переменное магнитное поле

В электростатике рассматриваются поля, создаваемые неподвижными зарядами. Однако даже в этом случае заряды не являются абсолютно неподвижными — они могут перемещаться при электризации тел, разряде электрометров и т.д. Поэтому важно понимать и свойства переменных электрических полей.

Энергия электрического поля

Электрическое поле обладает энергией. Это подтверждается следующими фактами:

• Для создания электрического поля необходимо совершить работу (например, при электризации тел трением)
• Электрическое поле способно совершать работу, перемещая заряженные тела
• При разряде заряженных тел энергия электрического поля превращается в другие виды энергии (тепловую, световую и др.)

Таким образом, наличие энергии у электрического поля является одним из доказательств его реального существования как особого вида материи.

Скорость распространения изменений электрического поля

Важнейшим свойством электрического поля является конечная скорость распространения его изменений. Как это установить экспериментально?

• При перемещении заряженных тел изменение силы взаимодействия происходит практически мгновенно
• Однако при очень быстром движении зарядов удается измерить время распространения изменений поля
• Эксперименты показывают, что скорость распространения изменений электрического поля равна скорости света в вакууме (c = 3 • 10^8 м/с)

Конечная скорость распространения взаимодействий через электрическое поле является еще одним доказательством его материальности и реального существования.

Принцип суперпозиции электрических полей

Принцип суперпозиции электрических полей заключается в следующем:

• Электрическое поле одного заряда не влияет на поля других зарядов
• Результирующее электрическое поле является простой суммой (наложением) полей, создаваемых всеми имеющимися зарядами
• Поля отдельных зарядов не взаимодействуют между собой

Этот принцип позволяет рассчитывать сложные электрические поля, создаваемые системами зарядов, путем векторного сложения полей отдельных зарядов.

Методы исследования электростатических полей

Для изучения свойств электростатических полей используются различные методы и приборы:

Точечный индикатор электростатического поля

Простейший точечный индикатор представляет собой легкое проводящее тело, подвешенное на нити. Его можно изготовить следующим образом:

• Выдуть небольшой резиновый шарик диаметром 1-2 см
• Привязать шарик к шелковой нити
• Натереть поверхность шарика графитовым порошком для проводимости
• Зарядить шарик от источника статического электричества

Такой индикатор позволяет определять направление и величину кулоновской силы в разных точках электростатического поля.

Дипольный индикатор электростатического поля

Дипольный индикатор представляет собой легкую диэлектрическую палочку, способную вращаться вокруг центральной оси. Его можно изготовить из:

• Полиэтиленовой трубочки с отверстием посередине
• Канцелярской булавки в качестве оси вращения
• Бусинок в роли подшипников
• Пенопластового фиксатора

Дипольный индикатор ориентируется вдоль силовых линий электрического поля, позволяя визуализировать его структуру.

Визуализация электрических полей с помощью диэлектрических частиц

Один из наиболее наглядных методов исследования электростатических полей — визуализация с помощью мелких диэлектрических частиц. Как это работает?

• Диэлектрические частицы в электрическом поле поляризуются и ориентируются вдоль силовых линий
• Частицы выстраиваются в цепочки, обозначая силовые линии поля
• Получающаяся картина называется спектром электрического поля

Для получения спектров электрических полей можно использовать следующую методику:

1. Налить в плоскую кювету касторовое или подсолнечное масло
2. Насыпать в масло мелкий диэлектрический порошок (манную крупу, мелко нарезанный волос)
3. Поместить в масло металлические электроды нужной формы
4. Подать на электроды высокое напряжение
5. Наблюдать, как частицы выстраиваются, визуализируя силовые линии поля

Этот метод позволяет наглядно исследовать поля различной конфигурации — точечных зарядов, заряженных пластин, диполей и т.д.

Построение силовых линий сложных электрических полей

Для теоретического построения силовых линий сложных электрических полей используется метод Максвелла:

1. Строятся линии известных простых полей (например, точечных зарядов)
2. В точках пересечения линий образуется сетка четырехугольных ячеек
3. Диагонали ячеек пропорциональны сумме и разности напряженностей складываемых полей
4. Соединяя соответствующие углы ячеек, получают силовые линии суммарного поля

Этот метод позволяет строить картины сложных полей, опираясь на принцип суперпозиции. Его можно реализовать как графически, так и с помощью компьютерного моделирования.

Электрическое и магнитное поля. Источники этих полей и индикаторы для их обнаружения

Электрическое и магнитное поля. Источники этих полей и индикаторы для их обнаружения

---

Пространство, окружающее наэлектризованное тело, отличается от пространства, находящегося вокруг ненаэлектризованных тел. Иначе говоря, с каждым зарядом обязательно связано электрическое поле, которое непосредственно действует с некоторой силой на все остальные заряды. Электрическое поле

материально. Оно может быть обнаружено по его воздействию на заряженные тела. Это подтверждается следующим (одним из многочисленных) опытом. Если заряженной палочкой прикоснуться к подвешенной на нити гильзе (из металлической фольги), то она оттолкнется. Чем ближе гильза к палочке, тем с большей силой действует на нее электрическое поле палочки. Следовательно, вблизи заряженных тел действие поля сильнее, а при удалении от них поле ослабевает. Электрическое поле исследуют с помощью пробного заряда, находящегося на шарике малых размеров.

Магнитное поле проявляется около постоянных магнитов и проводников, по которым идет электрический ток. Широко распространенным индикатором магнитного поля является

магнитная стрелка (компас). С помощью этого индикатора можно обна­ружить, что разноименные магнитные полюса притягиваются, а одноименные — отталкиваются. Это вза­имодействие описывается по схеме: магнит — поле — магнит. Иначе говоря, вокруг магнита су­ществует магнитное поле, которое действует на другие магниты, в частности на магнитные стрелки или намагничивающиеся частицы железа. Как и электрическое поле, магнитное поле материально. Электрические и магнитные поля играют исключительно важную роль в природе и технике.

Электрические поля проявляют себя в атмосферном электричестве (интенсивно во время грозы), магнитные — во многих космических явлениях. В технике электрические поля используются при покраске изделий и в фильтрах, магнитные — в электромагнитах, электрических генераторах и двигателях.

Схема индикатора электрического поля » Вот схема!

Индикатор предназначен для индикации постоянных и переменных электрических полей и может быть использован для обнаружения токонесущих конструкций, поиска скрытой проводки, индикации превышения предельно допустимого уровня напряженности электрических полей. Индикатор (рисунок 1) выполнен на основе резистивного делителя напряжения, составным элементом которого является полевой транзистор, сопротивление сток-исток которого определяется потенциалом затвора с подключенной к нему штырьевой (полосковой или иной) антенной.

К резистивному делителю напряжения подключен релаксационный генератор импульсов на биполярном лавинном транзисторе (негаваристоре), работающий в ждущем режиме. Уровень начального напряжения, подаваемого на релаксационный генератор импульсов (порог срабатывания), устанавливается потенциометром R1.

При отсутствии входного сигнала сопротивление исток-сток полевого транзистора составляет несколько сотен Ом. В результате напряжение, снимаемое с движка потенциометра на питание релаксационного генератора, не достаточно для обеспечения его генерации.

При появлении сигнала на затворе полевого транзистора, его сопротивление исток-сток возрастает пропорционально уровню входного сигнала до единиц-сотен кОм, в связи с чем напряжение, подаваемое на релаксационный генератор увеличивается до величины (порядка 7 В и более), достаточной для возникновения релаксационных колебаний, частота которых определяется произведением R2C1.

Сопротивление нагрузки релаксационного генератора R4 является составной частью резистивного делителя. Это позволяет индицировать переменные электрические поля с малым уровнем напряженности. На транзисторе VT3 собран усилитель звукового сигнала. Трансформатор Т1 — малогабаритный выходной от транзисторного приемника, динамическая головка ВА1 с сопротивлением звуковой катушки более 4 Ом, Лавинный транзистор микросборки К101КТ1Г можно заменить его аналогом, выполненным на дискретных элементах (рисунок 2). Номиналы резисторов R1=R2 (рис.2) задают напряжение пробоя лавинного транзистора (единицы … десятки кОм).

Для предотвращения пробоя затвора полевого транзистора в схему введена защита (при отключении питания цепь затвор-исток транзистора закорачивается через контакты выключателя SA1). Для повышения надежности индикатора его антенна должна быть изолирована от непосредственного соприкосновения с носителями электрических зарядов.

Дальность обнаружения токонесущего провода 220В, 50 Гц при длине штырьевой антенны 10 см составляет 10… 100 см. Потребляемый устройством ток при напряжении питания 9 В не превышает нескольких mА.

Вместо резистора R4 могут быть включены головные телефоны. В этом случае надобность в усилителе ЗЧ на элементах VT3, R5, С2, Т1, ВА1 отпадает, а разъем, в который включаются головные телефоны, для снижения габаритных размеров устройства, может одновременно служить выключателем питания.

Электростатика: элементы учебной физики

Электростатика: элементы учебной физики

Продолжение. См. № 17, 18, 19/07

В.В.МАЙЕР,
Гоу ВПО ГГПИ им. В.Г.Короленко, г. Глазов,
Республика Удмуртия

[email protected]

Лекция 4. Электрическое поле

Человек существует в гравитационном поле, которое он в принципе не может устранить. Электрическое поле можно создавать и уничтожать в простых опытах. Поэтому экспериментально изучать электрическое поле можно на гораздо более глубоком уровне, чем гравитационное. Фактически общее понятие физического поля формиру­ется в сознании учащихся именно при изучении электрического поля.

В электростатике имеют дело с электрическими полями, создаваемыми неподвижными зарядами. Такие не изменяющиеся с течением времени поля называются электростатическими. Но, усвоив понятие электростатического поля, вскоре учащиеся должны овладеть понятиями стационар­ного электрического, вихревого электрического и электромагнитного полей. Поэтому уже в электростатике нужно зна комить учащихся с полями, которые не являются электростатическими.

Это необходимо ещё и потому, что в реальной электростатике никогда не имеют дела с не изменяющимися во времени зарядами. Действительно, при электризации заряды разделяются и возрастают, заряженные электрометры постепенно разряжаются, заряды проходят по проводникам и перемещаются вместе с заряженными телами. Поэтому при изучении электростатики необходимы начальные представления и об электрическом токе, и о переменных электрических полях.

Но главное, в чём должны быть убеждены учащиеся, – это в реальности существования электрического поля, которое создаётся электрическими зарядами и передаёт их взаимодействие, и которое окружает всех нас постольку, поскольку мы пользуемся электричеством. Эта убеждённость должна опираться на систему экспериментальных доказательств, а не на авторитет учебника или учителя.

4.1. Понятие электрического поля. Опыт показывает, что заряженное тело вызывает притяжение или отталкивание другого заряженного тела на расстоянии. Непредвзято анализируя этот и другие эксперименты, вряд ли можно согласиться со странным утверждением, будто один заряд действует на другой непосредственно через пустое пространство. С этим не мог согласиться и великий экспериментатор М.Фарадей, хотя многие теоретики его времени, следуя И.Ньютону, были убеждены в справедливости так называемой теории дальнодействия. Фарадей считал, что заряд порождает вокруг себя особый вид материи – электрическое поле, – которое простирается до бесконечности и отличается от иных видов материи тем, что способно действовать на другой заряд.

Понятие электрического поля, подобно понятию заряда, относится к основным, или фундаментальным, физическим понятиям и не может быть определено формально. Существование электрического поля подтверждается всей совокупностью экспериментов электродинамики – нет ни одного опыта, которому противоречила бы концепция электрического поля.

Можно поставить опыты, наглядно показывающие электрическое поле, созданное зарядами.

В плоский сосуд, наполненный густым маслом, введём два проводящих шарика и насыпем лёгкий сыпучий непроводящий порошок, например манную крупу или мелко настриженный волос. На шарики подадим разноимённые заряды.

При этом будем наблюдать, как первоначально хаотически ориентированные частички выстраиваются в линии, начинающиеся на одном и заканчивающиеся на другом заряде. Таким образом, в каждой точке пространства между двумя зарядами имеется субстанция, которой не было при отсутствии зарядов. Это и есть электрическое поле. Частицы выстраиваются в линии потому, что со стороны электрического поля на них действуют силы. Поэтому линии между электродами, которые обозначают частицы, называются силовыми линиями электрического поля.

4.2. Энергия электрического поля. При электризации трением, давлением или посредством электростатической индукции разноимённые заряды возникают за счёт механической работы. Значит, для создания электрического поля надо совершить работу. В электрическом поле заряжен­ные тела начинают перемещаться и поворачиваться. Следовательно, электрическое поле способно совершать работу. Таким образом, электрическое поле обладает энергией.

При разряде заряженных тел электрическое поле исчезает, и его энер­гия превращается в кинетическую энергию движущихся зарядов. В металлах это электроны, в жидкостях и газах – электроны и ионы. Кинетическая энергия зарядов превращается в другие виды энергии. Например, если при разряде возникает электрическая искра, то энергия электрического поля в конечном итоге превращается в механическую (звук), тепловую (нагрев), световую (вспышка).

4.3. Скорость распространения электрического поля. Доказать существование электрического поля можно только экспериментально. Пусть два заряженных тела расположены на некотором расстоянии друг от друга. Сдвинем одно из них на небольшое расстояние. Тогда изменится сила, действующая на второе тело, и оно также переместится на соответствующее расстояние. Если электрическое поле реально существует, то перемещение второго тела должно произойти спустя некоторое время, в течение которого изменение поля вблизи первого тела дойдёт до второго.

Опыты с заряженными телами показывают, что электрическое воздействие одного заряженного тела на другое происходит мгновенно. Давайте вдумаемся в это утверждение. Мгновенно – значит моментально, в тот же момент времени. Поэтому промежуток времени между перемещением первого заряда и откликом на это перемещение второго заряда должен быть равен нулю. Но ни один эксперимент не позволяет измерить как угодно малый промежуток времени. Значит, опыты по перемещению зарядов, на которые мы ссылались, доказывают только то, что взаимодействие происходит за время, меньшее чувствительности использованных часов или иных измерителей времени.

Если перемещать заряд очень быстро и воздействовать им на заряд, который тоже может двигаться с большой скоростью, то, может быть, удастся измерить время распространения взаимодействия между зарядами? Но как заставить заряд быстро перемещаться? Понятно, что пытаться использовать механическое перемещение бесполезно. Вспомним, что при сближении заряженных противоположными зарядами шариков между ними проскакивает искра и шарики разряжаются. Это означает, что заряд с одного из них переходит на другой. Движение заряда при этом происходит очень быстро.

Воспользовавшись этим наблюдением, соберём экспериментальную установку, состоящую из двух одинаковых пар проводящих стержней с разрядными промежутками между ними. Зарядим металлические шарики одной пары стержней зарядами +q и –q и начнём их сближать. Как только между шариками проскочит искра, появляется маленькая искорка между шариками и во втором диполе! Отсюда следует, что быстрое движение зарядов в одной точке пространства вызывает соответствующее движение зарядов в другой точке.

Казалось бы, мы не узнали ничего нового. Но это не так: заряды в обсуждаемом эксперименте движутся настолько быстро, что удаётся измерить время, необходимое для распространения изменения электрического состояния на некоторое расстояние. Такие измерения будут выполнены позже, в конце изучения электродинамики. Сейчас, забегая вперёд, можно просто сообщить учащимся, что они дадут значение скорости передачи электрического состояния с = 3 • 10⁸ м/с.

Таким образом, электрическое поле реально существует потому, что, как показывает эксперимент, оно обладает энергией и его изменения рас­пространяются в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.

Любопытно, что описанный опыт первым поставил итальянский физик Л.Гальвани на заре систематического исследования явлений электродинамики. Правда, вместо второго разрядного промежутка он использовал препарированную лапку лягушки, которая сокращалась всякий раз, когда проскакивала искра между шариками первого разрядного промежутка. Спустя примерно 100 лет фактически те же опыты повторил немецкий физик Г.Герц. Но он уже владел развитой теорией электродинамических процессов, которую создал К.Максвелл, опиравшийся на «Экспериментальные исследования по электричеству» М.Фарадея. Именно Герц первым экспериментально доказал, что возмущение электрического поля распространяется в пространстве в виде электромагнитной волны, и измерил скорость этого распространения, которая совпала со скоростью света в вакууме.

4.4. Принцип суперпозиции электрических полей. Согласно полевой концепции электрический заряд действует на другой заряд именно посредством электрического поля. Поле одного заряда действует на другой, а поле второго заряда действует на первый. Так осуществляется взаимодействие двух зарядов. При этом сами поля не взаимодействуют: поле первого заряда остаётся таким же, как если бы второго заряда не было. Электрические поля зарядов просто накладываются друг на друга так, что результирующее поле является суммой составляющих полей. В этом заключается сущность принципа суперпозиции электрических полей (от лат. superposition – наложение).

Принцип суперпозиции надо понимать так: электрическое поле одного заряда не влияет на поля других зарядов, а поля других зарядов не оказывают никакого влияния на поле данного заряда, поэтому результирующее электрическое поле есть простое наложение, или сумма электрических полей, создаваемых всеми зарядами.

Исследование 4.1. Точечный индикатор электростатического поля

Информация. Электростатические поля удобно исследовать с помощью индикаторов, позволяющих оценить направление и величину кулоновской силы в каждой точке поля. Простейший точечный индикатор представляет собой лёгкое проводящее тело, подвешенное на нити. Раньше для изготовления лёгкого шарика рекомендовали использовать сердцевину ветки бузины. В настоящее время бузину целесообразно заменить пенопластом. Возможны и другие решения проблемы.

Задание. Разработайте конструкцию и изготовьте простейший индикатор электростатического поля. Экспериментально определите его чув­ствительность.

Вариант выполнения. Из кусочка резины от детского воздушного шара выдуйте резиновый шарик 1 диаметром 1–2 см. Шарик привяжите к белой шёлковой или капроновой нити 2, которую проденьте через полиэтиленовую трубку 3 и зажмите деревянным колышком 4. Поверхность шарика натрите до характерного металлического блеска графитовым порошком от грифеля мягкого простого карандаша.

Шарик зарядите от потёртой мехом эбонитовой палочки, пье­зоэлек­трического источника или электрофорной машины. Введите индикатор в поле сферического заряда и по величине действующей силы оцените чув­ствительность индикатора (см. исследование 3.5).

Исследование 4.2. Исследование электростатических полей

Задание. Используя точечный индикатор, исследуйте электростатические поля различных заряженных тел.

Вариант выполнения. Из рисунка понятно, как посредством точечного индикатора можно исследовать поле наэлектризованного трением листа оргстекла или пенопласта.

Аналогичным образом можно исследовать поле заряженного шара электроскопа, изменение этого поля при заземлении корпуса прибора, поле двух заряженных разноимённо и одноимённо шаров, поле заряженной металлической пластины и т.д. Такие исследования дают наглядный образ электростатических полей в различных ситуациях.

В качестве примера на рисунке показана последовательность выполнения демонстрации экранирующего действия заземлённого проводника.

 

Вначале показывают, что электрическое поле существует по обе стороны наэлектризованного диэлектрика (рис. а). Затем в промежуток между заряженным телом и одним из индикаторов за изолирующую ручку вносят большой металлический лист; при этом индикатор показывает, что электростатическое поле за листом не исчезает (рис. б). Наконец металлический лист заземляют, и шарик индикатора немедленно опадает (рис. в). Убрав заземление экрана, показывают, что электростатическое поле за ним восстанавливается.

Исследование 4.3. Дипольный индикатор электростатического поля

Информация. Возможные конструкции дипольного индикатора понятны из рисунков внизу.

Основой индикатора является лёгкая полиэтиленовая трубочка 1 с отверстием посередине (можно взять соломинку). В качестве оси вращения удобно использовать канцелярскую булавку 2, на которую надеты бусинки 3, выполняющие роль подшипников, и пенопластовый фиксатор 4. Булавку крепят либо на подставке 5, либо на конце держателя 6. На рис. в показана ещё более простая конструкция. В простейшем случае индикатор может представлять собой полоску бумаги, согнутую под углом вдоль и установленную на иглу в центре тяжести.

Задание. Выберите наиболее доступную конструкцию, изготовьте дипольные индикаторы и с их помощью исследуйте различные электростатические поля. Объясните, почему незаряженная трубка ориентируется в электрическом поле.

Вариант выполнения. Изготовив несколько однотипных дипольных индикаторов, вы можете с их помощью визуализировать интересующие вас поля.

Учащимся будет интересна такая работа при условии, что опыты с диполями окажутся не слишком капризными. А это может случиться, если конструкция диполя не будет отработана: слишком большое трение на оси вращения смажет эффект от экспериментов. Поэтому изготовление дипольных индикаторов, при кажущейся простоте, требует и старания, и тщательности.

Возможно, наилучший вариант применения дипольного индикатора заключается в использовании его для объяснения физической сущности визуализации электрических полей мелким диэлектрическим порошком.

Исследование 4.4. Спектры электрических полей

Информация. Диэлектрические частицы в электрическом поле обозначают силовые линии и тем самым делают поле видимым – визуализируют его. Получающиеся при этом картины электрических полей называются спектрами.

Задание. Объясните метод визуализации электростатических полей диэлектрическим порошком так, чтобы его сущность стала понятной учащимся. Получите и исследуйте спектры различных электрических полей.

Вариант выполнения. Для объяснения воспользуйтесь аналогией между отдельной частицей порошка и дипольным индикатором (см. исследование 4.3). Добейтесь понимания учащимися, почему частицы порошка выстраиваются в обособленные друг от друга силовые линии поля. Проделайте модельные эксперименты с двумя дипольными индикаторами, подтверждающими ваше объяснение.

Для школьного физического кабинета промышленность выпускает специальные приборы для демонстрации спектров электрических полей. Эти приборы представляют собой нанесённые электропроводящей краской на пластинки из оргстекла электроды, на которые устанавливается плоская кювета с касторовым маслом со взвешенными частицами манной крупы. Приборы помещают на конденсор кодоскопа, электроды подключают к высоковольтному источнику и проецируют визуализированное поле на экран. Целесообразно продемонстрировать учащимся электрические поля разноимённо и одноимённо заряженных тел, заряженной плоскости, двух разноимённо заряженных плоскостей.

Визуализированные картины электрических полей на экране очень красивы и информативны, но сам демонстрационный опыт трудно считать безупречным, поскольку в нём одновременно используются приборы, в которых имеются сетевое напряжение 220 В и высоковольтное напряжение до 25 кВ.

Поэтому несравненно больше пользы будет, если школьники самостоятельно выполнят исследование полей в домашних условиях. Для этого в блюдце нужно налить немного подсолнечного масла и присыпать его сверху манной крупой или мелко настриженным волосом. Затем поместить в масло металлические электроды требуемой формы и соединить их с пьезоэлектрическим источником. Нажимая на рычаг этого источника, юные исследователи увидят, как взвешенные в масле частицы будут визуализировать исследуемые электрические поля.

В индивидуальных экспериментах можно также использовать прозрачную пластмассовую баночку с визуализирующим поле составом, ставя её плоским дном на электроды, вырезанные из толстой алюминиевой фольги.

Исследование 4.5. Построение силовых линий электрических полей

Информация. Д.Максвелл предложил простой способ построения силовых линий сложных электрических полей. Сначала вычерчивают линии для двух уже известных полей. При их пересечении получается сетка четырёхугольных ячеек, в которых одна диагональ пропорциональна геометрической сумме напряжённостей полей, а другая – их разности. Соединяя соответствующие углы ячеек, получают линии напряжённости суммарного поля в виде ломаных линий. Можно сделать их гладкими, либо сглаживая ломаные, либо уменьшая размеры ячеек, для чего увеличивают число исходных линий.

Задание. Изготовьте сетки электрических полей двух точечных зарядов. По этим сеткам постройте силовые линии полей одинаковых разно­имённых и одноимённых зарядов.

Вариант выполнения. Составьте компьютерную программу, рисующую силовые линии точечных зарядов, находящихся на разных расстояниях друг от друга, и на принтере распечатайте получившиеся изображения. Пользуясь принципом суперпозиции, ломаными кривыми обозначьте силовые линии результирующих полей. Дайте теоретическое обоснование метода Максвелла построения силовых линий.

Исследование 4.6. Энергия электрического поля

Информация. Обычно в опытах по электростатике для демонстрации взаимодействия зарядов используют лёгкие тела. В результате у учащихся создаётся ощущение, что электростатическое поле – это слабое поле, не способное совершать сколько­нибудь значительную работу.

Проблема. Возможна ли демонстрация такого опыта, который развеял бы неверное ощущение слабости электрического поля?

Задание. Разработайте и поставьте простой демонстрационный опыт, убедительно показывающий, что электрическое поле обладает энергией и в принципе может совершать значительную работу.

Вариант выполнения. В качестве источника электрического поля удобно использовать наэлектризованный трением шерстяной варежкой лист пенопласта размером, например, 4 20 40 см (см. исследование 1.2). Деревянную доску или брус длиной до 5 м уравновесьте на легко вращающейся платформе, в качестве которой можно использовать горизонтальный диск из школьного набора по вращению. Можно взять гладкую выпуклую опору, например, большой стальной шар от подшипника, бильярдный шар и т.п. К одному из концов доски приблизьте наэлектризованный лист пенопласта. При этом учащиеся увидят, как массивная доска начинает притягиваться к листу – электростатическое поле совершает работу!

Ещё большее впечатление опыт произведёт, если деревянную доску заменить массивной металлической трубой или профилем внушительных размеров.

Электрическим полем можно раскрутить лежащий на вращающейся опоре предмет или поворачивать его на разные углы в ту и другую сторону. Важно, чтобы учащиеся разобрались, какую часть работы совершает электрическое поле, а какую – демонстратор.

Исследование 4.7. Высоковольтный источник напряжения

Информация. Учащиеся ещё не знакомы с понятиями потенциала и разности потенциалов, но уже настала необходимость в использовании сетевого источника высокого напряжения. Раньше промышленность выпускала для школ высоковольтный преобразователь «Разряд-1». В настоящее время его сменили несколько новых источников высокого напряжения. Они обеспечивают получение напряжения, плавно регулируемого в пределах от 0 до 30 кВ, снабжены аналоговым или цифровым вольтметром, высоковольтным конденсатором, разрядником, соединительными про­водниками в высоковольтной изоляции со штекерами и т.д. Выход этих приборов имеет три клеммы, каждая из которых может быть заземлена. Поэтому высоковольтные источники могут обеспечить получение равных потенциалов противоположного знака относительно Земли.

Проблема. Как быстро и убедительно показать учащимся, что высоковольтный источник создаёт такие же электростатические поля, в существовании которых они уже убедились?

Задание. Предложите простой эксперимент, показывающий, что сетевой источник высокого напряжения даёт такие же заряды, как и те, которые получаются при различных способах электризации.

Вариант выполнения. На некотором расстоянии друг от друга разместите два одинаковых металлических шара и наэлектризуйте их так, что­бы они имели равные по модулю и противоположные по знаку заряды. В электрическое поле введите точечный индикатор (см. исследование 4.1) и отметьте его положение. Разрядите шары, замкнув их проводником. Двумя проводниками в изоляции подключите шары к выводам высоковольтного источника и постепенно повышайте напряжение на его выходе. При этом вы обнаружите, что точечный индикатор занимает такое же положение, как и в начале опыта. Отсюда следует, что высоковольтный источник способен создать такое же электрическое поле, как и поле, возникающее при любом из способов электризации тел. Разумеется, возможны и другие опыты, доказывающие этот факт.

Исследование 4.8. Распространение электрического поля

Информация. Принципиально важно экспериментальное доказательство того факта, что электрическое поле может распространяться в пространстве. В п. 4.3 показано, что для этого в качестве источника и индикатора электрического поля могут быть использованы два диполя, снабжённые парами проводящих шаров, между которыми происходят электрические разряды. Разряд в приёмном диполе очень слаб и поэтому мало пригоден для использования в учебном эксперименте.

Проблема. Нельзя ли в качестве индикатора электрического разряда в приёмном диполе использовать неоновую лампу (см. исследование 1.4)?

Задание. Разработайте и поставьте опыт, убедительно показывающий, что изменяющееся электрическое поле действительно распространяется в пространстве.

Вариант выполнения. При изучении электростатики нет необходимости вводить понятие электромагнитной волны и демонстрировать её распространение на сколько­нибудь значительное расстояние. Вполне достаточно показать учащимся, что изменения электрического поля распространяются на несколько десятков сантиметров.

К выходу высоковольтного источника подключите диполь – два одинаковых куска алюминиевого провода в изоляции, на обращённых друг к другу концах которых сделаны кольца. Длина диполя некритична (от 0,5 до 1,0 м). Точно такой же по размерам диполь укрепите на пластмассовой линейке, расположив посередине него любую неоновую лампу (например, типа ВМН02).

При постановке опыта включите высоковольтный источник и повышайте напряжение до тех пор, пока через разрядный промежуток длиной в несколько миллиметров излучающего диполя не станут проскакивать искры. Расположите приёмный диполь параллельно излучающему на расстоянии 20–100 см. В темноте вы увидите, что при каждом электрическом разряде неоновая лампа вспыхивает.

Опыт показывает, что быстро (точнее, ускоренно) движущийся заряд в излучающем диполе является источником изменяющегося электрического поля, которое в пространстве распространяется до приёмного диполя и вызывает в нём движение зарядов, что и обнаруживается неоновой лампой.

Разверните приёмный диполь перпендикулярно излучающему. При этом неоновая лампа перестаёт светиться. Отсюда следует, что электрическое поле распространяется в пространстве так, что не изменяет своей ориентации.

Исследование 4.9. Отличие переменного электрического поля от электростатического

Информация. Мы знаем, что от источника переменного электрического поля в пространстве распространяется электромагнитная волна. Однако учащимся предстоит узнать это примерно через год. Тем не менее уже сейчас при изучении электростатики целесообразно добиться понимания, что переменное электрическое поле существенно отличается от электростатического. Для этого можно воспользоваться хорошо известным фактом: электромагнитная волна практически полностью отражается даже от тонкого проводящего листа, а электростатическое поле за таким листом может существовать.

Проблема. Как в простом демонстрационном эксперименте сравнить свойства электростатического и переменного электрического полей?

Задание. Используя наэлектризованное тело, дюралевый лист, электрометр, высоковольтный источник питания, излучающий диполь и приёмный диполь с неоновой лампой, разработайте и поставьте простой эксперимент, показывающий, что переменное электрическое поле не про­ходит через проводящий лист, а постоянное – проходит.

Вариант выполнения. Заряженное тело поднесите к шару электрометра, при этом его стрелка отклонится. Введите между заряженным телом и шаром электрометра дюралевый лист, держа его за ручку из изолятора. При этом стрелка электрометра несколько опадёт, но всё равно будет указывать на присутствие электростатического поля. Объясните это явление.

Теперь заземлите дюралевый лист, хотя бы взяв его рукой, – стрелка электрометра немедленно опадёт. Это свидетельствует о том, что за заземлённым дюралевым листом электростатическое поле отсутствует.

Опыт показывает, что незаземлённый металлический лист не препятствует проникновению через него электростатического поля (сравните с результатом исследования 4.2).

Воспроизведите установку исследования 4.8, включите высоковольтный источник и добейтесь свечения неоновой лампы в приёмном диполе при электрических разрядах в излучающем диполе. Введите незаземлён­ный лист дюраля в промежуток между излучающим и приёмным диполями – свечение лампы сразу исчезает. Отсюда следует, что переменное электрическое поле не в состоянии преодолеть металлический лист, даже если он не заземлён.

Исследование 4.10. Скорость распространения электрического поля

Информация. При движении зарядов электрическое поле распространяется не только в свободном пространстве, но и вдоль проводников. Об этом свидетельствуют опыты по разделению зарядов в проводниках за счёт электростатической индукции.

Проблема. Как поставить учебный эксперимент, наглядно показывающий высокую скорость распространения электрического поля по проводнику?

Задание. Разработайте демонстрационную установку, показывающую, что в принципе возможно экспериментально оценить скорость распространения электрического поля вдоль проводника.

Вариант выполнения.

Два электрометра 3 и 4 поставьте рядом. К одному электрометру подсоедините провод 2 длиной около метра. Со вторым электрометром соедините изолированный провод 5 длиной несколько десятков метров (этот провод можно проложить по всему классу и даже вне него). К оголённым концам проводов приближайте наэлектризованный трением лист пенопласта 1. Вы обнаружите, что стрелки обоих электрометров в этом случае одновременно реагируют на приход электрического поля от пенопласта по проводам 2 и 5 существенно различной длины.

Это свидетельствует о том, что скорость распространения электрического поля очень велика и не может быть определена в примитивных экспериментах. Измерения, которые будут проведены позже, покажут учащимся, что она составляет сотни тысяч километров в секунду.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Какова оптимальная методика введения и формирования понятия элек­трического поля?

2. Как доказать, что электрическое поле обладает энергией?

3. Нужно ли в электростатике рассматривать скорость распространения электрического поля?

4. Сформулируйте принцип суперпозиции электрических полей.

5. Какие индикаторы электростатического поля существуют и как их использовать в учебных исследованиях полей?

6. В чём суть метода визуализации электростатических полей диэлектрическим порошком, взвешенным в вязком масле?

7. Что предпочтительнее: демонстрация спектров электростатических полей или наблюдение их в самостоятельном эксперименте учащихся?

8. В чём суть метода Максвелла построения силовых линий сложных элек­трических полей?

9. Как показать, что электрическое поле действительно распространяется в пространстве?

10. В чём суть опыта, показывающего исключительно большую скорость распространения электрического поля вдоль проводника?

Литература

Песин А.И., Решетняк В.Г. Новые приёмы демонстрации электрического поля. – Физика в школе, 1986, № 6, с. 67–70.

Песин А.И., Свистунов А.Ю., Валиев Б.М. Модельный эксперимент для изучения электростатического поля в школьном курсе физики. – Учебная физика, 1999, № 2, с. 19–28.

Проказов А.В. Пенопласт в опытах по электростатике. – Учебная физика, 2001, № 3, с. 4–10.

Сабирзянов А.А. Построение силовых линий электрических полей. – Учебная физика, 2004, № 5, с. 27–28.

Шилов В.Ф. Физические приборы из шариковой ручки. – Учебная физика, 2000, № 3, с. 4–7.

Вихревое электрическое поле

Вихревое электрическое поле — это электрическое поле, которое порождается переменным магнитным полем и линии напряженности которго замкнуты.

Переменное магнитное поле порождает инду­цированное электрическое поле. Если магнитное поле постоянно, то индуциро­ванного электрического поля не возникнет. Следовательно, индуцированное электрическое поле не связано с зарядами, как это имеет место в случае элект­ростатического поля; его силовые линии не начинаются и не заканчиваются на зарядах, а замкнуты сами на себя, подобно силовым линиям магнитного поля. Это означает, что индуцированное электрическое поле, подобно магнитному, является вихревым.

   Если неподвижный проводник поместить в переменное магнитное поле, то в нем индуцируется э. д. с. Электроны приводятся в направленное движение электрическим полем, индуцированным переменным магнитном полем; возни­кает индуцированный электрический ток. В этом случае проводник является лишь индикатором индуцированного электрического поля. Поле приводит в движение свободные электроны в проводнике и тем самым обнаруживает себя. Теперь можно утверждать, что и без проводника это поле существует, обладая запасом энергии.

   Сущность явления электромагнитной индукции заключается не столько в появлении индуцированного тока, сколько в возникновении вихревого электрического поля.

   Это фундаментальное положение электродинамики установлено Максвел­лом как обобщение закона электромагнитной индукции Фарадея.

   В отличие от электростатического поля индуцированное электрическое поле является непотенциальным, так как работа, совершаемая в индуцированном электрическом поле, при перемещении единичного положительного заряда по замкнутому контуру равна э. д. с. индукции, а не нулю.

   Направление вектора напряженности вихревого электрического поля уста­навливается в соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея и правилом Ленца. Направление силовых линий вихревого эл. поля совпадает с направлением индукционного тока.

   Так как вихревое электрическое поле существует и в отсутствие проводника, то его можно применять для ускорения заряженных частиц до скоростей, со­измеримых со скоростью света. Именно на использовании этого принципа основано действие ускорителей электронов — бетатронов.

   Индукционное электрическое поле имеет совершенно другие свойства в отличии от электростатического поля.

Отличие вихревого электрического поля от электростатического

1) Оно не связано с электрическими зарядами; 
2) Силовые линии этого поля всегда замкнуты; 
3) Работа сил вихревого поля по перемещению зарядов на замкнутой траектории не равна нулю.

электростатическое поле	индукционное электрическое поле ( вихревое электр. поле )
1. создается неподвижными электр. зарядами	1. вызывается изменениями магнитного поля
2. силовые линии поля разомкнуты — потенциальное поле	2. силовые линии замкнуты — вихревое поле
3. источниками поля являются электр. заряды	3. источники поля указать нельзя
4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = 0.	4. работа сил поля по перемещению пробного заряда по замкнутому пути = ЭДС индукции

Схемы индикатори электрических полей (13 схем). Детектор излучения Мостовая диодная схема индикатора поля

Рассмотрим простейший индикатор напряженности электромагнитного поля в диапазоне 27 МГц. Принципиальная схема прибора приведена на рис. 5.17. Он состоит из антенны, колебательного контура L1C1, диода VD1. конденсатора С2 и измерительного прибора.
Работает устройство следующим образом. Через антенну на колебательный контур поступают ВЧ колебания. Контур отфильтровывает колебания диапа­зона 27 МГц из смеси частот. Выделенные колебания ВЧ детектируются дио­дом VD1, благодаря чему на выход диода проходят только положительные по­луволны принимаемых частот. Огибающая этих частот представляет собой НЧ колебания. Остатки ВЧ колебаний фильтруются конденсатором С2. При этом При этом через измерительный прибор потечет ток. который содержит переменную и по­стоянную составляющие. Измеряемый прибором постоянный ток примерно про­порционален напряженности поля, действующей в месте приема. Этот детектор можно выполнить в виде приставки к любому тестеру.
Катушка L1 диаметром 7 мм с подстроечным сердечником имеет 10 витков провода ПЭВ-1 0.5 мм. Антенна выполнена на стальной проволоки длиной 50 см

Рис. 5.17 Простейший индикатор напряженности поля диапазона 27 МГц

Чувствительность прибора можно значительно повысить, если перед детек­тором установить усилитель ВЧ. Принципиальная схема такого устройства представлена на рис. 5.18. Эта схема, по сравнению с предыдущей, имеет более высокую чувствительность передатчика. Теперь излучение может быть зафик­сировано на расстоянии несколько метров.

Ри c 5.18 Индикатор с усилителем ВЧ

Высокочастотный транзистор VT1 включен по схеме с обшей базой и рабо­тает в качестве селективного усилителя. Колебательный контур L1C2 включен в его коллекторную цепь. Связь контура с детектором осуществляется через отвод от катушки L1. Конденсатор СЗ отфильтровывает высокочастотные со­ставляющие. Резистор R3 и конденсатор С4 выполняют функцию фильтра НЧ.
Катушка L1 намотана на каркасе с подстроечным сердечником диаметром 7 мм проводом ПЭВ-1 0.5 мм. Антенна выполнена из стальной проволоки длиной около 1 м.
Для высокочастотного диапазона 430 МГц можно также собрать очень про­стую конструкцию индикатора напряженности ноля. Принципиальная схема такого прибора приведена на рис. 5.19. а. Индикатор, схема которого показана на рис. 5.19. б, позволяет оп|>елелить направление на источник излучения.

а) б) Рис 5 19 Индикаторы диапазона 430 МГц

Часто возникает необходимость произвести простейшую проверку исправности передатчика RC, исправен ли он и его антенна, излучает ли передатчик в эфир электромагнитные волны. В этом случае большую помощь окажет простейший индикатор электромагнитного поля. С его помощью можно проверить работу выходного каскада любого передатчика используемого в моделизме в диапазоне от нескольких МГц и до 2,5 ГГц. Им можно так же проверить работу сотового телефона на передачу.

В основе приборчика применён детектор с удвоением напряжения на СВЧ диодах типа КД514 советского производства. Принцип работы понятен из принципиальной схемы. К точке соединения диодов подключается антенна длиной 20…..25 см из проволоки диам. 1…..2 мм. К диодам подключен фильтрующий конденсатор (трубчатый, керамический) емкостью примерно 2200 пкФ. Диоды с конденсатором подпаиваются к клеммам микроамперметра, который является прибором индикации наличия электромагнитного поля. Катод правого по схеме диода подпаивается к клемме «+» , а анод левого по схеме диода подпаивается к клемме «-«. Антенна индикатора может располагаться на расстоянии от нескольких сантиметров (передатчик на 2,4 ГГц или сотовый телефон) до 1 метра,
если передатчик работает в диапазоне 27………40 Мгц. Такие передатчики имеют телескопическую антенну.
Все детали расположены на кусочке текстолита. Фильтрующий конденсатор расположен снизу платки и его на фото не видно.

Принципиальная схема

Фотографии.

Индикаторы электрических полей могут быть использованы для индивидуальной защиты электромонтеров, при поиске мест повреждений электрических сетей. С их помощью определяется наличие электростатических зарядов в полупроводниковом, текстильном производствах, хранилищах легковоспламеняющихся жидкостей. При поиске источников магнитных полей, определении их конфигурации и исследовании полей рассеяния трансформаторов, дросселей и электродвигателей не обойтись без индикаторов магнитных полей.

Схема индикатора высокочастотных излучений показана на рис. 20.1. Сигнал с антенны попадает на детектор, выполненный на германиевом диоде. Далее через Г-образный LC-фильтр сигнал поступает на базу транзистора, в коллекторную цепь которого включен микроамперметр. По нему и определяется мощность высокочастотных излучений.

Для индикации низкочастотных электрических полей используют индикаторы с входным каскадом на полевом транзисторе (рис. 20.2 — 20.7). Первый из них (рис. 20.2) выполнен на основе мультивибратора [ВРЯ 80-28, Р 8/91-76]. Канал полевого транзистора является управляемым элементом, сопротивление которого зависит от величины контролируемого электрического поля. К затвору транзистора подключена антенна. При внесении индикатора в электрическое поле, сопротивление исток — сток полевого транзистора возрастает, и мультивибратор включается.

В телефонном капсюле раздается звуковой сигнал, частота которого зависит от напряженности электрического поля.

Следующие две конструкции по схемам Д. Болотника и Д. Приймака (рис. 20.3 и 20.4) предназначены для поиска неисправностей в новогодних электрических гирляндах [Р 11/88-56]. Индикатор (рис. 20.3) в целом представляет собой резистор с управляемым сопротивлением. Роль такого сопротивления опять же играет канал сток — исток полевого транзистора, дополненного двухкаскадным усилителем постоянного тока. Индикатор (рис. 20.4) выполнен по схеме управляемого низкочастотного генератора. Он содержит пороговое устройство, усилитель и детектор сигнала, наведенного в антенне переменным электрическим полем. Все эти функции выполняет один транзистор — VT1. На транзисторах VT2 и VT3 собран генератор низкой частоты, работающий в ждущем режиме. Как только антенну устройства приближают к источнику электрического поля, транзистор VT1 включает звуковой генератор.

Индикатор электрического поля (рис. 20.5) предназначен для поиска скрытой проводки, электрических цепей, находящихся под напряжением, индикации приближения к зоне высоковольтных проводов, наличия переменных или постоянных электрических полей [РаЭ 8/00-15].

В устройстве использован заторможенный генератор светозвуковых импульсов, выполненный на аналоге инжекционно-по-левого транзистора (VT2, VT3). При отсутствии электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 невелико, транзистор VT3 закрыт, генерация отсутствует. Ток, потребляемый устройством, составляет единицы, десятки мкА. При наличии постоянного или переменного электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 возрастает, и устройство начинает вырабатывать светозвуковые сигналы. Так, если в качестве антенны использован вывод затвора транзистора VT1, индикатор реагирует на приближение сетевого провода на расстояние около 25 мм.

Потенциометром R3 регулируется чувствительность, резистор R1 задает длительность светозвуковой посылки, конденсатор С1 — частоту их следования, а С2 определяет тембр звукового сигнала.

Для повышения чувствительности в качестве антенны может быть использован отрезок изолированного провода или телескопическая антенна. Для защиты транзистора VT1 от пробоя параллельно переходу затвор — исток стоит подключить стабилитрон или высокоомный резистор.

Индикатор электрических и магнитных полей (рис. 20.6) содержит релаксационный генератор импульсов. Он выполнен на биполярном лавинном транзисторе (транзистор микросхемы К101КТ1А, управляемый электронным ключом на полевом транзисторе типа КП103Г), к затвору которого подключена антенна. Для задания рабочей точки генератора (срыв генерации в отсутствии индицируемых электрических полей) используют резисторы R1 и R2. Генератор импульсов через конденсатор С1 нагружен на высокоомные головные телефоны. При наличии переменного электрического поля (или перемещении предметов, несущих электростатические заряды) на антенне и, соответственно, затворе полевого транзистора появляется сигнал переменного тока, что приводит к изменению электрического сопротивления перехода сток — исток с частотой модуляции. В соответствии с этим релаксационный генератор начинает генерировать пачки модулированных импульсов, а в головных телефонах будет прослушиваться звуковой сигнал.

Чувствительность прибора (дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц) составляет 15…20 см. В качестве антенны использован стальной штырь 300×3 мм. При напряжении питания 9 В ток, потребляемый индикатором в режиме молчания, составляет 100 мкА, в рабочем режиме — 20 мкА.

Индикатор магнитных полей (рис. 20.6) выполнен на втором транзисторе микросхемы. Нагрузкой второго генератора является высокоомный головной телефон. Сигнал переменного тока, снимаемый с индуктивного датчика магнитного поля L1, через переходной конденсатор С1 подается на базу лавинного транзистора, не связанную по постоянному току с другими элементами схемы («плавающая» рабочая точка). В режиме индикации переменного магнитного поля напряжение на управляющем электроде (базе) лавинного транзистора периодически изменяется, изменяется также и напряжение лавинного пробоя коллекторного перехода и, в связи с этим, частота и продолжительность генерации.

Индикатор (рис. 20.7) изготовлен на основе делителя напряжения, одним из элементов которого является полевой транзистор VT1, сопротивление перехода сток — исток которого определяется потенциалом управляющего электрода (затвора) с подключенной к нему антенной [Рк 6/00-19]. К резистивному делителю напряжения подключен релаксационный генератор импульсов на лавинном транзисторе VT2, работающий в ждущем режиме. Уровень начального напряжения (порог срабатывания), подаваемого на релаксационный генератор импульсов, устанавливается потенциометром R1.

Для предотвращения пробоя управляющего перехода полевого транзистора в схему введена защита (при отключении источника питания цепь затвор — исток закорочена). Повышение уровня громкости звукового сигнала достигается введением усилителя на биполярном транзисторе VT3. В качестве нагрузки выходного транзистора VT3 можно использовать низкоомный телефонный капсюль.

Для упрощения схемы высокоомный телефонный капсюль, например, ТОН-1, ТОН-2 (либо «среднеомный» — ТК-67, ТМ-2) может быть включен вместо резистора R3. В этом случае надобность в использовании элементов VT3, R4, С2 отпадает. Разъем, в который включается телефон, для снижения габаритов устройства, может одновременно служить выключателем питания.

При отсутствии входного сигнала сопротивление перехода сток — исток полевого транзистора составляет несколько сотен Ом, и напряжение, снимаемое с движка потенциометра на питание релаксационного генератора импульсов, мало. При появлении сигнала на управляющем электроде полевого транзистора сопротивление перехода сток — исток последнего возрастает пропорционально уровню входного сигнала до единиц, сотен кОм. Это приводит к увеличению напряжения, подаваемого на релаксационный генератор импульсов до величины, достаточной для возникновения колебаний, частота которых определяется произведением R4C1. Потребляемый устройством ток при отсутствии сигнала — 0,6 мА, в режиме индикации — 0,2…0,3 мА. Дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц при длине штыревой антенны 10 см составляет 10…100 см.

Индикатор высокочастотного электрического поля (рис. 20.8) [МК 2/86-13] отличается от аналога (рис. 20.1) тем, что его выходная часть выполнена по мостовой схеме, имеющей повышенную чувствительность. Резистор R1 предназначен для балансировки схемы (установки стрелки прибора на ноль).

Ждущий мультивибратор (рис. 20.9) использован для индикации сетевого напряжения [МК 7/88-12]. Индикатор работает при приближении его антенны к сетевому проводу (220 В) на расстояние 2…3 см. Частота генерации для приведенных на схеме номиналов близка к 1 Гц.

Индикаторы магнитных полей по схемам, представленным на рис. 20.10 — 20.13, имеют индуктивные датчики, в качестве которых может быть использован телефонный капсюль без мембраны, либо многовитковая катушка индуктивности с железным сердечником.

Индикатор (рис. 20.10) выполнен по схеме радиоприемника 2-V-0. Он содержит датчик, двухкаскадный усилитель, детектор с удвоением напряжения и показывающий прибор.

Индикаторы (рис. 20.11, 20.12) имеют светодиодную индикацию и предназначены для качественной индикации магнитных полей [Р 8/91-83; Р 3/85-49].

Более сложную конструкцию имеет индикатор по схеме И.П. Шелестова, изображенный на рис. 20.13. Датчик магнитного поля подключен к управляющему переходу полевого транзистора, в цепь истока которого включено сопротивление нагрузки R1. Сигнал с этого сопротивления усиливается каскадом на транзисторе VT2. Далее в схеме использован компаратор на микросхеме DA1 типа К554САЗ. Компаратор сравнивает уровни двух сигналов: напряжения, снимаемого с регулируемого резистивного делителя R4, R5 (регулятора чувствительности) и напряжения, снимаемого с коллектора транзистора VT2. На выходе компаратора включен светодиодный индикатор.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Индикатор ВЧ поля может потребоваться при налаживании радиостанции, при определении наличия радиосмога, при поиске источника радиосмога и при обнаружении скрытых передатчиков и сотовых телефонов. Прибор простой и надежный. Собирается своими руками. Все детали куплены на Алиэкспресс по смешной цене. Даны простые рекомендации с фото и видео.

Как работает схема индикатора ВЧ поля

ВЧ сигнал поступает на антенну, селектируется на катушке L , выпрямляется диодом 1SS86 и через конденсатор емкостью 1000 пФ выпрямленный сигнал поступает на усилитель сигнала на трех транзисторах 8050. Нагрузкой усилителя является светодиод. Схема питается напряжением 3-12 вольт.

Конструкция индикатора ВЧ поля

Автор для контроля правильности работы индикатора ВЧ поля сначала собрал схему на макетной плате. Далее все детали, кроме антенны и батареи питания размещаются на печатной плате размером 2.2 см × 2.8 см. Пайка осуществляется своими руками и не должна вызвать сложностей. Расшифровка цветовой кодировки резисторов приведена на фото. На чувствительность индикатора поля в конкретном диапазоне частот будут влиять параметры катушки L. Автор для катушки намотал 6 витков провода на толстый стержень шариковой ручки. Производитель рекомендует 5-10 витков для катушки. Также сильное влияние на работу индикатора будет оказывать длина антенны. Длина антенны определяется опытным путем. В сильных ВЧ загрязнениях светодиод будет гореть постоянно и укорочение длины антенны станет единственным способом корректной работы индикатора.

Индикатор на макетной плате Детали на плате индикатора

Пример работы индикатора показан на видео. С помощью индикатора можно контролировать работу передатчика, сотового телефона или наличия какого то скрытого ВЧ сигнала, естественно, в зоне чувствительности индикатора. В спокойной эфирной обстановке вполне возможна работа индикатора в качестве сигнализатора приближающейся грозы. Набор деталей можно купить на Алиэкспресс по следующей ссылке http://ali.pub/1acnth (цена смешная). Схема имеет потенциал по модернизации и усовершенствования, например, в части детектирования сигнала, усиление селективности или индикации ВЧ поля.

Я был сильно удивлён, когда мой простенький самодельный детектор-индикатор, зашкалил рядомс работающей СВЧ печкой в нашей рабочей столовой. Она же вся экранирована, может неисправность какая? Решил проверить свою, новую печь, ей практически не пользовались. Индикатор тоже отклонился на всю шкалу!

Такой простенький индикатор я собираю за короткое время каждый раз, когда выезжаю на полевые испытания приемно-передающей аппаратуры. Очень помогает в работе, не надо таскать за собой массу приборов, простой самоделкой работоспособность передатчика всегда легко проверить, (где антенный разъём не до конца довернули, или питание забыли включить). Заказчикам такой стиль ретро-индикатора очень нравится, приходится оставлять в подарок.

Достоинство – это простота конструкции и отсутствие питания. Вечный прибор.

Делается легко, намного проще, чем точно такой же « » средневолнового диапазона. Вместо сетевого удлинителя (катушки индуктивности) – кусок медного провода, по аналогии можно несколько проводов параллельно, хуже не будет. Сам провод в виде окружности длиной 17 см, толщинойне менее 0,5 мм (для большей гибкости использую три таких провода) является как колебательным контуром внизу, так и рамочной антенной верхней части диапазона, который составляет от 900 до 2450 МГц (выше не проверял работоспособность). Можно применить более сложную направленную антенну и согласование с входом, но такое отступление не будет соответствовать названию темы. Переменный, построечныйили просто конденсатор (он же тазик) не нужен, на СВЧ – два соединения рядом, уже конденсатор.

Германиевый диод искать не надо, его заменит PIN диод HSMP : 3880, 3802, 3810, 3812 и т.д., или HSHS 2812, (я его использовал). Хотите продвинуться выше частоты СВЧ печки (2450 МГц), выбирайте диоды с меньшей ёмкостью (0,2 пФ), возможно подойдут диоды HSMP -3860 – 3864. При монтаже не перегрейте. Паять надо точечно-быстро, за 1 сек.

Вместо высокоомных наушников — стрелочный индикатор.Магнитоэлектрическая система имеет преимущество — инерционность. Помогает плавно двигаться стрелке конденсатор фильтра (0,1 мкФ). Чем выше сопротивление индикатора, тем чувствительнее измеритель поля (сопротивления моих индикаторов составляет от 0,5 до 1,75 кОм). Заложенная в отклоняющейся или подёргивающейся стрелке информация действует на присутствующих магически.

Такой индикатор поля, установленный рядом с головой разговаривающей по мобильному телефону, сначала вызовет на лице изумление, возможно, вернёт человека к действительности, спасёт от возможных заболеваний.

Если есть ещё силы и здоровье обязательно ткните мышкой в одну из этих статей.

Вместо стрелочного прибора можно использовать тестер, который будет измерять постоянное напряжение на самом чувствительном пределе.

Схема индикатора СВЧ со светодиодом.

Индикатор СВЧ со светодиодом.

Попробовал в качестве индикатора светодиод . Такую конструкцию можно оформить в виде брелка, используя плоскую 3-х вольтовою батарейку, или вставить в пустой корпус мобильного телефона. Дежурный ток устройства 0,25 мА, рабочий ток напрямую зависит от яркости светодиода и составит около 5 мА. Напряжение, выпрямленное диодом, усиливается операционным усилителем, накапливается на конденсаторе и открывает ключевое устройство на транзисторе, который включает светодиод.

Если стрелочный индикатор без батарейки отклонялся в радиусе 0,5 — 1 метра, то цветомузыка на диоде отодвинулась до 5 метров, как от сотового телефона, так и от СВЧ печки. Насчёт цветомузыки не ошибся, сами убедитесь, что максимальная мощность будет только при разговоре по мобильному телефону и при постороннем громком шуме.

Регулировка.

Я собирал несколько таких индикаторов, и заработали они сразу. Но всё же нюансы бывают. Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Для удобства пользования можно ухудшить чувствительность, уменьшив резистор 1мОм, или уменьшить длину витка провода. С приведёнными номиналами поля СВЧ базовых телефонных станций чувствует в радиусе 50 – 100 м.
С таким индикатором можно составить экологическую карту своего района и выделить места, где нельзя зависать с колясками или долго засиживаться с детьми.

Находиться под антеннами базовых станций безопаснее, чем в радиусе 10 — 100 метров от них.

Благодаря этому прибору я пришёл к выводу,какие мобильные телефоны лучше, то есть имеют меньшее излучение. Поскольку это не реклама, то скажу сугубо конфиденциально, шёпотом. Лучшие телефоны – это современные, с выходом в Интернет, чем дороже, тем лучше.

Аналоговый индикатор уровня.

Я решил попробовать чуть усложнить индикатор СВЧ, для чего добавил в него аналоговый измеритель уровня. Для удобства использовал ту же элементную базу. На схеме три операционных усилителя постоянного тока с разным коэффициентом усиления. В макете я остановился на 3-х каскадах, хотя запланировать можно и 4-е, используя микросхему LMV 824 (4-е ОУ в одном корпусе). Применив питание от 3, (3,7 телефонный аккумулятор) и 4,5 вольта пришёл к выводу, что можно обойтись без ключевого каскада на транзисторе. Таким образом, получилась одна микросхема, свч диод и 4-е светодиода. Учитывая условия сильных электромагнитных полей, в которых будет работать индикатор, использовал по всем входам, по цепям обратной связи и по питанию ОУ блокировочные и фильтрующие конденсаторы.
Регулировка.
Во включённом состоянии на всех выводах микросхемы, кроме пятого, напряжение должно быть равно 0. Если это условие не выполнено, соедините первый вывод микросхемы через резистор 39 кОм с минусом (землёй). Встречается, что конфигурация СВЧ диодов в сборке не совпадает с чертежом, поэтому надо придерживаться электрической схемы, а перед установкой я бы советовал прозвонить диоды на их соответствие.

Данный макет уже прошёл испытания.

Интервал от 3-х горящих светодиодов до полностью потушенных составляет около 20 дБ.

Питание от 3-х до 4,5 вольт. Дежурный ток от 0,65 до 0,75 мА. Рабочий ток при загорании 1-го светодиода составляет от 3 до 5 мА.

Этот индикатор СВЧ поля на микросхеме с 4-я ОУ собрал Николай.
Вот его схема.

Размеры и маркировка выводов микросхемы LMV824.

Монтаж индикатора СВЧ на микросхеме LMV824.

Аналогичная по параметрам микросхема MC 33174D , включающая в себя четыре операционных усилителя, выполненная в дип-корпусе имеет больший размер, а поэтому более удобна для радиолюбительского монтажа. Электрическая конфигурация выводов полностью совпадает с микросхемой L МV 824. На микросхеме MC 33174D я сделал макет СВЧ индикатора на четыре светодиода. Между выводами 6 и 7 микросхемы добавлен резистор 9,1 кОм и параллельно ему конденсатор 0,1 мкФ. Седьмой вывод микросхемы, через резистор 680 Ом соединяется с 4-м светодиодом. Типоразмер деталей 06 03. Питание макета от литиевого элемента 3,3 – 4,2 вольта.

Индикатор на микросхеме МС33174.

Оборотная сторона.

Оригинальную конструкцию экономичного индикатора поля имеет сувенир сделанный в Китае. В этой недорогой игрушке есть: радиоприёмник, часы с датой, градусник и, наконец, индикатор поля. Бескорпусная, залитая микросхема потребляет ничтожно мало энергии, поскольку работает в режиме таймирования, на включение мобильного телефона реагирует с расстояния 1 метра, имитируя несколько секунд светодиодной индикацией аварийную сигнализацию передними фарами. Такие схемы выполняются на программируемых микропроцессорах с минимальным количеством деталей.

Дополнение к комментариям.

Селективные измерители поля для любительского диапазона 430 — 440 МГц
и для диапазона PMR (446 МГц).

Индикаторы СВЧ полей для любительских диапазонов от 430 до 446 МГц можно сделать селективными, добавив дополнительный контур L к Ск, где L к представляет собой виток провода диаметром 0,5 мм и длиной 3 см, а Ск — подстроечный конденсатор с номиналом 2 – 6 пФ. Сам виток провода, как вариант, можно изготовить в виде 3-х витковой катушки, с шагом намотанной на оправке диаметром 2 мм тем же проводом. К контуру необходимо подсоединить антенну в виде отрезка провода длиной 17 см через конденсатор связи 3.3 пФ.

Диапазон 430 — 446 МГц. Вместо витка катушка с шаговой намоткой.

Схема на диапазоны 430 — 446 МГц.

Монтаж на частотный диапазон 430 — 446 МГц.

Кстати, если серьёзно заниматься СВЧ измерением отдельных частот, то можно вместо контура использовать селективные фильтры на ПАВ-ах. В столичных радиомагазинах их ассортимент в настоящее время более чем достаточен. В схему необходимо будет добавить ВЧ трансформатор после фильтра.

Но это уже другая тема, не отвечающая названию поста.

Индикатор уровня электромагнитного поля промышленной частоты 50 Гц ВЕ-50И

Индикатор электромагнитных полей промышленной частоты ВЕ-50И предназначен для измерения эффективных значений индукции магнитного поля (эллиптически поляризо-ванного) и напряженности электрического поля промышленной частоты 50 Гц.
Применяется для контроля электромагнитной безопасности промышленных электроустановок при проведении комплексного санитарно-гигиенического обследования жилых и производственных помещений и рабочих мест.

Область применения – контроль по СанПиН 2.2.4.1191-03 и СанПиН 2.1.2.1002-00 предельно допустимых уровней электромагнитного поля промышленной частоты в производственных условиях и в жилых зданиях и помещениях.

Принцип действия индикатора состоит в преобразовании колебаний магнитного поля в колебания электрического напряжения, частотной фильтрации и усилении этих колебаний с последующей оцифровкой и численным анализом результатов.
Конструктивно измеритель состоит из датчика плотности потока индукции магнитного поля, датчика напряженности электрического поля, блока операционных усилителей, блока процессорной обработки результатов измерения, жидкокристаллического дисплея для отображения измеренных величин, батареи питания и блока зарядки.

Метрологические характеристики
Диапазон частот	от 45 до 55 Гц
Диапазон измеряемых эффективных значений индукции магнитного поля	от 1,5 до 5000 мкТл
Диапазон напряженности электрического поля	от 0,05 до 50 кВ/м
Предел допускаемой относительной погрешности
Индукции магнитного поля	±20%
Напряженности электрического поля	20 %
Время установления рабочего режима	1 мин
Время непрерывной работы без подзарядки аккумуляторной батареи	8 ч
Масса	0,2 кг
Габаритные размеры индикатора	130 х 75 х 26 мм
Полный средний срок службы	6 лет

• Индикатор электромагнитных полей промышленной частоты «BЕ-50И»
• Руководство по эксплуатации
  
• Паспорт

Индикатор магнитного поля своими руками

Собранный из нескольких деталей индикатор оказывается совершенно неинерционным и сравнительно чувствительным, чтобы, к примеру, определить намагниченность лезвия бритвы или часовой отвертки. Кроме того, подобный прибор пригодится в школе для демонстрации явления индукции и самоиндукции.

Каков принцип работы схемы индикатора магнитного поля? Если вблизи катушки, лучше всего со стальным сердечником, пронести постоянный магнит, его силовые линии пересекут витки катушки. На выводах катушки появится ЭДС, величина которой зависит от напряженности магнитного поля и числа витков катушки. Остается усилить снимаемый с выводов катушки сигнал и подать его, например, на лампу накаливания от карманного фонаря.

Датчиком является катушка индуктивности L1, намотанная на железном сердечнике. Она подключена через конденсатор С1 к усилительному каскаду, выполненному на транзисторе VT1. Режим работы каскада задается резисторами R1 и R2. В зависимости от параметров транзистора (статический коэффициент передачи и обратный ток коллектора) оптимальный режим работы устанавливают переменным резистором R1.

В эмиттерную цепь транзистора первого каскада включен составной транзистор VT2-VT3 из транзисторов разной структуры.

Нагрузкой этого транзистора является сигнальная лампа HL1. Для ограничения максимального коллекторного тока транзистора VT3 в цепи базы транзистора VT2 стоит резистор R3.

Как только вблизи сердечника датчика окажется намагниченный предмет, появившийся на выводах катушки сигнал усилится, и сигнальная лампа на мгновение вспыхнет. Чем больше предмет и сильнее его намагниченность, тем ярче вспышка лампы.

Схема индикатора магнитного поля, вроли датчика лучше всего использовать катушку с сердечником от электромагнитных реле РСМ, РЭС6, РЗС9 или других, сопротивлением обмотки не менее 200 Ом. Учтите, чем больше сопротивление обмотки, тем более чувствительным будет индикатор.

Неплохие результаты получаются с самодельным датчиком. Для него берут отрезок стержня диаметром 8 и длиной 25 мм из феррита 600НН (от магнитной антенны карманных приемников). На длине примерно 16 мм на стержень наматывают внавал 300 витков провода ПЭВ-1 0,25. 0,3, размещая их равномерно по всей поверхности. Сопротивление обмотки такого датчика примерно 5 Ом. Чувствительность датчика, необходимая для работы прибора, обеспечивается благодаря высокой магнитной проницаемости сердечника. Чувствительность зависит также от статического коэффициента передачи тока транзисторов, поэтому желательно использовать транзисторы с возможно большим значением этого параметра. Кроме того, транзистор VT1 должен быть с небольшим обратным током коллектора. Вместо МП103А можно применить КТ315 с любым буквенным индексом, а вместо МП25Б — другие транзисторы серий МП25, МП26, обладающие коэффициентом передачи не менее 40.

Схема индикатора магнитного поля расположение радиокомпонентов. Часть деталей индикатора смонтируйте на плате из любого изоляционного материала (гетинакс, текстолит, оргалит) . Монтаж навесной, для подпайки выводов деталей установите на плате шпильки длиной 8. 10 мм из толстого (1. 1.5 мм) облуженного медного провода. Вместо шпилек можно расклепать на плате пустотелые заклепки либо установить небольшие скобки из жести от консервной банки. Так же поступайте в дальнейшем при изготовлении плат для навесного монтажа. Соединения между шпильками ведите голым луженым монтажным проводом, а в случае пересечения проводников надевайте на один из них отрезок поливинилхлоридной трубки либо кембрика.

Монтажная плата индикатора магнитного поля

После монтажа деталей к плате подпаивают проводниками в изоляции датчик, переменный резистор, сигнальную лампу, выключатель и источник питания. Включив питание, устанавливают движок переменного резистора в такое положение, чтобы нить накала лампы едва светилась. Если же нить сильно раскалена даже при верхнем по схеме положении движка, следует заменить резистор R2 другим, с большим сопротивлением.

Перед сердечником датчика помещают ненадолго небольшой магнит. Лампа должна ярко вспыхнуть. Если же вспышка слабая, это свидетельствует о малом коэффициенте передачи транзистора VT1. Его желательно заменить.

Затем к сердечнику датчика нужно приблизить конец намагниченной отвертки. Намагнитить ее нетрудно несколькими касаниями сравнительно сильного постоянного магнита, например магнита динамической головки мощностью 1 Вт. С намагниченной отверткой яркость вспышки сигнальной лампы будет меньше, чем с постоянным магнитом. Совсем слабой будет вспышка, если вместо отвертки использовать намагниченное лезвие безопасной бритвы.

Во время работы индикатора переменным резистором устанавливайте сначала возможно меньшую яркость свечения лампы, а затем уже подносите к сердечнику датчика испытываемый предмет. При проверке слабо намагниченных предметов яркость сигнальной лампы немного увеличивают, чтобы лучше было заметно ее изменение.

Как уже было сказано, вокруг проводника с током образуется магнитное поле. Если включить, скажем, настольную лампу, то такое поле будет вокруг проводов, подводящих к лампе сетевое напряжение. Причем поле будет переменным, изменяющимся с частотой сети (50 Гц). Правда, напряженность поля невелика, и обнаружить его можно лишь чувствительным индикатором — о его устройстве будет рассказано позже.

Совсем иначе обстоит дело с работающим паяльником. Его нагревательная обмотка (спираль) выполнена в виде катушки, и вокруг нее образуется достаточно мощное магнитное поле, которое можно зафиксировать сравнительно простым индикатором.

Принципиальная схема индикатора переменного магнитного поля

Входная часть индикатора напоминает такую же часть предыдущего прибора: та же катушка индуктивности L1 с конденсатором С1, то же построение схемы первого каскада на транзисторе VT1. Только цепочка из двух резисторов в цепи базы транзистора заменена одним резистором R1, сопротивление которого уточняется в процессе настройки прибора. Транзистор же взят германиевый структуры р-n-р.

Далее следует усилитель, собранный на транзисторах VT2 — VT4 и нагруженный на сигнальную лампу HL1.

В исходном состоянии транзисторы VT1 и VT2 открыты настолько, что между выводами коллектора и эмиттера транзистора VT2 небольшое напряжение (т. е. транзистор VT2 находится почти в насыщенном состоянии). Поэтому транзисторы VT3 и VT4 открыты незначительно, и лампа HL1 едва светится.

Схема индикатора переменного магнитного поля, работа: как только к датчику приближают нагревательный элемент паяльника, на выводах катушки датчика появляется сигнал переменного тока. Он усиливается транзисторами VT1, VT2. В результате транзистор VT2 начинает закрываться, и напряжение между его выводами эмиттера и коллектора возрастает. Начинают работать транзисторы VT3, VT4, ток через лампу увеличивается, она будет светиться. Чем меньше расстояние между нагревательным элементом и датчиком, тем ярче светится лампа.

Схема индикатора настройка. Лампа засветится уже на расстоянии примерно 100 мм от датчика до паяльника мощностью 35. 40 Вт. Это расстояние определяется чувствительностью индикатора. Оно будет еще больше, если используется паяльник мощностью 50 или 100 Вт.

Первые два транзистора могут быть серий МП39 — МП42 со статическим коэффициентом передачи тока 15. 25, VT3 — того же типа, но с коэффициентом передачи 50. 60. С таким же коэффициентом передачи следует подобрать и транзистор VT4 (он может быть серий МП25, МП26). Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, подстроечный — СПЗ-16 или другой малогабаритный. Датчик и сигнальная лампа — такие же, что и в предыдущей конструкции, конденсатор — бумажный, например МБМ.

Часть деталей индикатора можно смонтировать на монтажной плате навесным способом, как это было в предыдущей конструкции.

По своему выбору можете изготовить (или приспособить имеющийся) корпус, установив на его верхней панели лампу и выключатель питания, а внутри расположив плату с батареей 3336. Датчик размещают либо на верхней панели, либо на боковой стенке.

Перед налаживанием индикатора движок подстроечного резистора R2 устанавливают в верхнее по схеме положение, а вывод коллектора транзистора VT2 отключают от вывода базы VT3 и резистора R3. Подав выключателем SA1 питание, устанавливают движок подстроечного резистора в такое положение, чтобы лампа HL1 светилась примерно вполнакала. При этом на выводах коллектора и эмиттера транзистора VT4 должно быть падение напряжения около 1,5 В.

Затем включают в цепь эмиттера транзистора VT2 миллиамперметр на 5. 10 мА, подсоединяют вывод коллектора к резистору R3 и выводу базы транзистора VT3, подают питание и измеряют ток эмиттера транзистора VT2. Подбором резистора R1 устанавливают его равным 1,5. 2,5 мА в зависимости от установленного общего сопротивления резисторов R2 и R3. Этот ток можно установить и без миллиамперметра — по едва заметному накалу нити сигнальной лампы. Когда же к датчику подносят нагревательный элемент паяльника, ток должен падать до 1 . 0,5 мА, а яркость свечения лампы возрастать.

В процессе работы схемы индикатора напряжение батареи питания будет снижаться, и начальную яркость свечения лампы придется увеличивать подстроечным резистором.

Этот индикатор может найти применение в качестве автоматического переключателя мощности паяльника. Для этого на подставке для паяльника напротив нагревателя (на расстоянии 50. 60 мм) нужно расположить датчик, а вместо лампы включить электромагнитное реле с током срабатывания 20. 40 мА при напряжении 3,5. 4 В. Нормально замкнутые контакты реле включают последовательно с одним из проводов питания паяльника, а параллельно контактам подключают резистор мощностью 10. 20 Вт сопротивлением 200. 300 Ом. Когда паяльник кладут на подставку, реле срабатывает и его контакты включают последовательно с паяльником гасящий резистор. Напряжение на паяльнике снижается примерно на 50 В, и жало паяльника немного остывает.

Как только паяльник снимают с подставки, реле отпускает, и на паяльник подается полное сетевое напряжение. Жало быстро разогревается до нужной температуры. Благодаря такому режиму работы жало будет служить дольше, а электроэнергии расходоваться меньше.

Очень часто в самый неподходящий момент теряются важные металлические детали или инструменты. Потерявшаяся где-нибудь в высокой траве отвертка, упавшие за шкаф или в полость пассатижи способны испортить настроение. В такие моменты может выручит простое приспособление — магнитный индикатор со световой и звуковой сигнализацией схему которого мы и рассмотрим.

Способен поймать слабое электромагнитное поле сетевых проводов, по которым протекает переменный ток. Такой прибор нужен для профилактики повреждения сетевых проводов при сверлении отверстий в стене. Собрать его очень легко, а готовые аналоги стоят дорого

Это интересное устройство позволяет услышать мир электромагнитного излучения, что нас окружает. Оно преобразует колебания высокой частоты излучения, генерируемого разнообразными электронными устройствами в слышимую форму. Можно использовать его возле компьютеров, планшетов, мобильных телефонов и т. д. Благодаря ему вам удастся услышать действительно уникальные звуки, создаваемые работающей электроникой.

Принципиальная электросхема

Схема предполагает реализацию данного эффекта с как можно наименьшим числом радиоэлементов. Дальнейшие улучшения и исправления лежат уже на вашем усмотрении. Некоторые значения деталей вы можете подобрать для своих потребностей, другие являются постоянными.

Процесс сборки

Сборка предполагает использование макетной платы размером не менее 15 x 24 отверстия, и особое внимание обращается на расположение элементов на ней. На фотографиях показано рекомендуемое расположение каждого из радиоэлементов и какие связи между ними выполнить. Перемычки на печатной плате можно выполнить из фрагментов кабеля или отрезанных ножек от других элементов (резисторы, конденсаторы), которые остались после их монтажа.

Сначала надо впаять катушки L1 и L2. Хорошо отодвинуть их друг от друга, что даст нам пространство и увеличит эффект стерео. Эти катушки являются ключевым элементом схемы — они ведут себя как антенны, которые собирают электромагнитное излучение из окружающей среды.

После впайки катушек можно установить конденсаторы C1 и C2. Их емкость составляет 2,2 мкФ и определяет нижнюю частоту среза звуков, которые будут услышаны в наушниках. Чем выше значение ёмкости, тем ниже звуки воспроизводящиеся в системе. Большая часть мощного электромагнитного шума лежит на частоте 50 Гц, так что есть смысл его отфильтровать.

Далее припаиваем резисторы по 1 кОм — R1 и R2. Резисторы эти, вместе с R3 и R4 (390 кОм) определяют усиление операционного усилителя в схеме. Инвертирование напряжения не имеет в нашей системе особого значения.

Виртуальная масса — резисторы R5 и R5 с сопротивлением 100 кОм. Они являются простым делителем напряжения, который в данном случае будет делить напряжение 9 V на половину, так что с точки зрения схемы питается м/с напряжением -4,5 V и +4,5 V по отношению к виртуальной массе.

Можно поставить в панельку операционный усилитель любой со стандартными выводами, например OPA2134, NE5532, TL072 и другие.

Подключаем аккумулятор и наушники — теперь мы можем использовать этот акустический монитор для прослушки электромагнитных полей. Батарею можно приклеить к плате скотчем.

Дополнительные возможности

Что можно добавить, чтобы увеличить функциональность? Регулятор громкости — два потенциометра между выходом из схемы и гнездом для наушников. Выключатель питания — сейчас схема включена все время, пока не отсоединится батарейка.

При испытаниях оказалось, что устройство очень чувствительно на источника поля. Вы можете услышать, например, как обновляется экран в мобильном телефоне, или как красиво поет кабель USB во время передачи данных. Приложенный к включенному громкоговорителю работает как обычный и вполне точный микрофон, который собирает эл-магнитное поле катушки работающего динамика.

Хорошо ищет кабеля в стене, на манер трассоискателя. Только надо поднять НЧ, увеличив все 4 ёмкости до 10 мкФ. Недостатком является довольно большой шум и ещё сигнал слишком слабый — нужен какой-то дополнительный усилитель мощности, например на PAM-8403.

Видео работы детектора ВЧ

Обсудить статью НЕОБЫЧНЫЙ ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ

Индикаторы электрических полей могут быть использованы для индивидуальной защиты электромонтеров, при поиске мест повреждений электрических сетей. С их помощью определяется наличие электростатических зарядов в полупроводниковом, текстильном производствах, хранилищах легковоспламеняющихся жидкостей. При поиске источников магнитных полей, определении их конфигурации и исследовании полей рассеяния трансформаторов, дросселей и электродвигателей не обойтись без индикаторов магнитных полей.

Схема индикатора высокочастотных излучений показана на рис. 20.1. Сигнал с антенны попадает на детектор, выполненный на германиевом диоде. Далее через Г-образный LC-фильтр сигнал поступает на базу транзистора, в коллекторную цепь которого включен микроамперметр. По нему и определяется мощность высокочастотных излучений.

Для индикации низкочастотных электрических полей используют индикаторы с входным каскадом на полевом транзисторе (рис. 20.2 — 20.7). Первый из них (рис. 20.2) выполнен на основе мультивибратора [ВРЯ 80-28, Р 8/91-76]. Канал полевого транзистора является управляемым элементом, сопротивление которого зависит от величины контролируемого электрического поля. К затвору транзистора подключена антенна. При внесении индикатора в электрическое поле, сопротивление исток — сток полевого транзистора возрастает, и мультивибратор включается.

В телефонном капсюле раздается звуковой сигнал, частота которого зависит от напряженности электрического поля.

Следующие две конструкции по схемам Д. Болотника и Д. Приймака (рис. 20.3 и 20.4) предназначены для поиска неисправностей в новогодних электрических гирляндах [Р 11/88-56]. Индикатор (рис. 20.3) в целом представляет собой резистор с управляемым сопротивлением. Роль такого сопротивления опять же играет канал сток — исток полевого транзистора, дополненного двухкаскадным усилителем постоянного тока. Индикатор (рис. 20.4) выполнен по схеме управляемого низкочастотного генератора. Он содержит пороговое устройство, усилитель и детектор сигнала, наведенного в антенне переменным электрическим полем. Все эти функции выполняет один транзистор — VT1. На транзисторах VT2 и VT3 собран генератор низкой частоты, работающий в ждущем режиме. Как только антенну устройства приближают к источнику электрического поля, транзистор VT1 включает звуковой генератор.

Индикатор электрического поля (рис. 20.5) предназначен для поиска скрытой проводки, электрических цепей, находящихся под напряжением, индикации приближения к зоне высоковольтных проводов, наличия переменных или постоянных электрических полей [РаЭ 8/00-15].

В устройстве использован заторможенный генератор светозвуковых импульсов, выполненный на аналоге инжекционно-по-левого транзистора (VT2, VT3). При отсутствии электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 невелико, транзистор VT3 закрыт, генерация отсутствует. Ток, потребляемый устройством, составляет единицы, десятки мкА. При наличии постоянного или переменного электрического поля высокой напряженности сопротивление сток — исток полевого транзистора VT1 возрастает, и устройство начинает вырабатывать светозвуковые сигналы. Так, если в качестве антенны использован вывод затвора транзистора VT1, индикатор реагирует на приближение сетевого провода на расстояние около 25 мм.

Потенциометром R3 регулируется чувствительность, резистор R1 задает длительность светозвуковой посылки, конденсатор С1 — частоту их следования, а С2 определяет тембр звукового сигнала.

Для повышения чувствительности в качестве антенны может быть использован отрезок изолированного провода или телескопическая антенна. Для защиты транзистора VT1 от пробоя параллельно переходу затвор — исток стоит подключить стабилитрон или высокоомный резистор.

Индикатор электрических и магнитных полей (рис. 20.6) содержит релаксационный генератор импульсов. Он выполнен на биполярном лавинном транзисторе (транзистор микросхемы К101КТ1А, управляемый электронным ключом на полевом транзисторе типа КП103Г), к затвору которого подключена антенна. Для задания рабочей точки генератора (срыв генерации в отсутствии индицируемых электрических полей) используют резисторы R1 и R2. Генератор импульсов через конденсатор С1 нагружен на высокоомные головные телефоны. При наличии переменного электрического поля (или перемещении предметов, несущих электростатические заряды) на антенне и, соответственно, затворе полевого транзистора появляется сигнал переменного тока, что приводит к изменению электрического сопротивления перехода сток — исток с частотой модуляции. В соответствии с этим релаксационный генератор начинает генерировать пачки модулированных импульсов, а в головных телефонах будет прослушиваться звуковой сигнал.

Чувствительность прибора (дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц) составляет 15. 20 см. В качестве антенны использован стальной штырь 300×3 мм. При напряжении питания 9 В ток, потребляемый индикатором в режиме молчания, составляет 100 мкА, в рабочем режиме — 20 мкА.

Индикатор магнитных полей (рис. 20.6) выполнен на втором транзисторе микросхемы. Нагрузкой второго генератора является высокоомный головной телефон. Сигнал переменного тока, снимаемый с индуктивного датчика магнитного поля L1, через переходной конденсатор С1 подается на базу лавинного транзистора, не связанную по постоянному току с другими элементами схемы («плавающая» рабочая точка). В режиме индикации переменного магнитного поля напряжение на управляющем электроде (базе) лавинного транзистора периодически изменяется, изменяется также и напряжение лавинного пробоя коллекторного перехода и, в связи с этим, частота и продолжительность генерации.

Индикатор (рис. 20.7) изготовлен на основе делителя напряжения, одним из элементов которого является полевой транзистор VT1, сопротивление перехода сток — исток которого определяется потенциалом управляющего электрода (затвора) с подключенной к нему антенной [Рк 6/00-19]. К резистивному делителю напряжения подключен релаксационный генератор импульсов на лавинном транзисторе VT2, работающий в ждущем режиме. Уровень начального напряжения (порог срабатывания), подаваемого на релаксационный генератор импульсов, устанавливается потенциометром R1.

Для предотвращения пробоя управляющего перехода полевого транзистора в схему введена защита (при отключении источника питания цепь затвор — исток закорочена). Повышение уровня громкости звукового сигнала достигается введением усилителя на биполярном транзисторе VT3. В качестве нагрузки выходного транзистора VT3 можно использовать низкоомный телефонный капсюль.

Для упрощения схемы высокоомный телефонный капсюль, например, ТОН-1, ТОН-2 (либо «среднеомный» — ТК-67, ТМ-2) может быть включен вместо резистора R3. В этом случае надобность в использовании элементов VT3, R4, С2 отпадает. Разъем, в который включается телефон, для снижения габаритов устройства, может одновременно служить выключателем питания.

При отсутствии входного сигнала сопротивление перехода сток — исток полевого транзистора составляет несколько сотен Ом, и напряжение, снимаемое с движка потенциометра на питание релаксационного генератора импульсов, мало. При появлении сигнала на управляющем электроде полевого транзистора сопротивление перехода сток — исток последнего возрастает пропорционально уровню входного сигнала до единиц, сотен кОм. Это приводит к увеличению напряжения, подаваемого на релаксационный генератор импульсов до величины, достаточной для возникновения колебаний, частота которых определяется произведением R4C1. Потребляемый устройством ток при отсутствии сигнала — 0,6 мА, в режиме индикации — 0,2. 0,3 мА. Дальность обнаружения токонесущего провода сети 220 В 50 Гц при длине штыревой антенны 10 см составляет 10. 100 см.

Индикатор высокочастотного электрического поля (рис. 20.8) [МК 2/86-13] отличается от аналога (рис. 20.1) тем, что его выходная часть выполнена по мостовой схеме, имеющей повышенную чувствительность. Резистор R1 предназначен для балансировки схемы (установки стрелки прибора на ноль).

Ждущий мультивибратор (рис. 20.9) использован для индикации сетевого напряжения [МК 7/88-12]. Индикатор работает при приближении его антенны к сетевому проводу (220 В) на расстояние 2. 3 см. Частота генерации для приведенных на схеме номиналов близка к 1 Гц.

Индикаторы магнитных полей по схемам, представленным на рис. 20.10 — 20.13, имеют индуктивные датчики, в качестве которых может быть использован телефонный капсюль без мембраны, либо многовитковая катушка индуктивности с железным сердечником.

Индикатор (рис. 20.10) выполнен по схеме радиоприемника 2-V-0. Он содержит датчик, двухкаскадный усилитель, детектор с удвоением напряжения и показывающий прибор.

Индикаторы (рис. 20.11, 20.12) имеют светодиодную индикацию и предназначены для качественной индикации магнитных полей [Р 8/91-83; Р 3/85-49].

Более сложную конструкцию имеет индикатор по схеме И.П. Шелестова, изображенный на рис. 20.13. Датчик магнитного поля подключен к управляющему переходу полевого транзистора, в цепь истока которого включено сопротивление нагрузки R1. Сигнал с этого сопротивления усиливается каскадом на транзисторе VT2. Далее в схеме использован компаратор на микросхеме DA1 типа К554САЗ. Компаратор сравнивает уровни двух сигналов: напряжения, снимаемого с регулируемого резистивного делителя R4, R5 (регулятора чувствительности) и напряжения, снимаемого с коллектора транзистора VT2. На выходе компаратора включен светодиодный индикатор.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Измерители электрического поля

Высокое напряжение можно производить разными способами. Существует «естественное» разделение зарядов, которое происходит при трении поверхностей друг о друга, при перекачке жидкостей с помощью насоса или при воздействии на объект радиации. Другой метод — искусственная генерация потенциалов высокого напряжения для технических целей. Во всех случаях важно определить силу электрического поля. Электростатические заряды очень трудно измерить, не влияя на них.Помня об этом, компания Kleinwächter GmbH из Хаузена, Германия, разработала компактный измеритель электрического поля для точных измерений.

Принцип измерения

Разработанный по образцу электростатического генератора, измеритель разработан специально для бесконтактного измерения напряженности электрического поля. Вращающаяся защитная лопасть временно предотвращает проникновение поля в измерительный прибор. Таким образом, поле попадает на измерительный электрод через равные промежутки времени; Таким образом, электростатическая индукция генерирует переменное напряжение.Фактически измеряется пропорциональный ему переменный ток. Применяя этот принцип, можно измерять электрические заряды и поля, не снимая с них энергии. Поскольку напряженность поля E измеряется в вольтах на метр на известном расстоянии (d), прибор использует эту цифру для расчета напряжения (U = E * d). Если фазовый угол напряжения, генерируемого электростатической индукцией, сравнить с положением крыльчатки, можно также определить полярность напряжения и направление поля.
Удобный в использовании прибор в антистатическом пластиковом корпусе может охватывать широкий диапазон напряжений в пяти диапазонах измерения. Диапазоны измерения расстояний 1, 2, 5, 10 и 20 см. Например, на расстоянии 1 см можно измерить напряжение от 0 до 10 кВ, а
на расстоянии 20 см можно измерить от 0 до 200 кВ. Для использования в недоступных местах дисплей также может быть заморожен и впоследствии прочитан. Цифровой дисплей показывает выбранное расстояние измерения вверху и измеренный заряд внизу.Высокая стабильность нулевой точки принципа измерения позволяет отказаться от обычной процедуры балансировки нулевой точки. Инструмент имеет размеры всего 122 x 70 x 26 мм и весит прибл. 130 г. Расширенная версия прибора дополнительно имеет аналоговый выход напряжения ± 1 В. В результате измерения могут быть подвергнуты дальнейшей обработке на ПК с помощью аналого-цифрового преобразователя UAC 110. Питание осуществляется от прямоугольной батареи на 9 В. Чтобы обеспечить более длительное время работы при ограниченном питании батареи, все компоненты полевого измерителя должны быть оптимизированы для минимального энергопотребления.В особенности это относится к приводному двигателю крыльчатки. Для привода защитной лопасти в новом измерителе электрического поля компания Kleinwächter вскоре нашла подходящий двигатель в обширном ассортименте продукции FAULHABER.

Соэкс Индикатор импульсного электромагнитного поля (ЭМП)

ИМПУЛЬС ТЕПЕРЬ ДОСТУПЕН! В НАЛИЧИИ!

Измеряет электромагнитное излучение дома и на улице. Обнаруживает излучение сотового телефона, излучения ПК, телевизионного излучения, микроволнового излучения и т. Д.

Индикатор электромагнитного поля (ЭМП) «Импульс» предназначен для обнаружения и локализации опасных зон электромагнитного поля.

— Частота измеряемых полей от 20 Гц до 2 кГц

— 3 датчика магнитного поля и 2 датчика электрического поля, каждый датчик производит измерение по своей оси

— направление диаграммы 2D / 3D, благодаря чему можно определить источник электромагнитного излучения

— индикатор показывает скорости исходящих сигналов, что помогает определить происхождение излучения

— отображение истории электромагнитной активности за последнюю минуту

— звуковая сигнализация при достижении фиксированного уровня радиации

— работает от двух батареек AAA или от аккумуляторов AAA, а также от USB

Индикатор магнитного и электрического полей «Импульс».

ДВА ГОДА ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ! Быстрая доставка!

Измеритель напряженности импульсного электромагнитного поля (ЭМП) Соэкс предназначен для:

• Экспресс-анализ электромагнитных полей в различных жилых помещениях, жилых помещениях и ПК
• Обнаружение источников электромагнитного излучения
• Локализация скрытой электропроводки (в стенах, мебели и т. Д.)
• Определение наиболее благоприятных жилых районов для людей и животных

Во время измерения электромагнитных полей в жилых помещениях, жилых помещениях и с ПК пороговые уровни, вызывающие звуковой сигнал тревоги и отображение информации, автоматически устанавливаются в соответствии со стандартными правилами.

Измерение выполняется по двум ортогональным осям (X, Y) для электрических полей и по трем осям (X, Y, Z) для магнитных полей.

Soeks Impulse — усовершенствованная модель, выпущенная в мае 2012 года, отличающаяся безупречной производительностью и высокой скоростью работы. Типичные электромагнитные измерители очень сложны и измеряют одно поле за раз (магнитное или электрическое).
С другой стороны, Soeks Impulse позволяет анализировать два поля одновременно и отображает как магнитный, так и электрический фон в виде трехмерной диаграммы.Он может отображать плоскость X, Y для электрических полей и плоскость X, Y, Z для магнитных полей.
Устройство оснащено звуковым сигналом и функцией отображения сообщений для предупреждения о высокой напряженности электромагнитного поля. Чтобы проверить это, просто поднесите устройство к беспроводному маршрутизатору, ноутбуку или мобильному устройству во время звонка. Вы сразу же сможете увидеть уровень электромагнитного излучения такого оборудования и оценить, представляют ли они потенциальную опасность для здоровья.

Электромагнитный измеритель — это хороший способ защитить себя и свою семью от потенциальных опасностей, создаваемых нашей современной эпохой высоких технологий.Такое устройство бесценно для всех, кто живет в таких местах или поблизости от них, как: электростанции, линии высокого напряжения, военные объекты, аэропорты, космические обсерватории, производственные предприятия, научные или другие исследовательские учреждения, большие города или в случае владения большое количество технологических устройств, которые постоянно используются в непосредственной близости от вас на протяжении всей вашей повседневной жизни.
ЭМ поля не видны человеческому глазу и не могут быть обнаружены ничем, кроме ЭМ детектора, который, в свою очередь, должен быть безвредным для вашего здоровья, ваших детей и пожилых людей.

Спецификация
Версия устройства	NUC-078 V4
Измеряемая частота электромагнитного поля диапазон, Гц	с 20 до 2 000
Диапазон измерения магнитного поля (магнитная индукция) амплитуда напряженности по осям X, Y, Z, А / м (мкТл)	из 0.С 04 по 12 (от 0,05 до 15)
Диапазон измерения магнитного поля (магнитная индукция) среднеквадратичное значение значение, А / м (uT)	от 0,08 до 20 (от 0,10 до 25)
Предел допускаемой относительной погрешности измерение напряженности магнитного поля,%	± 30
Аппаратная нелинейность измерения напряженность магнитного поля при измерении диапазон для испытательного магнитного поля 50 Гц в частота, не более,%	7.0
Диапазон измерения электрического поля амплитуда интенсивности по осям X, Y, Z, В / м	с 10 до 1000
Предел допускаемой относительной погрешности измерение напряженности электрического поля,%	± 30
Аппаратная нелинейность измерения Напряженность электрического поля при измерении диапазон для испытательного магнитного поля 50 Гц в частота, не более,%	2.0
Скорость измерения, отсчетов в секунду	2
Аккумуляторы	Перезаряжаемые батарейки или батарейки AAA
Габаритные размеры высота х ширина х толщина, мм.	105x48x19
Вес изделия (без батарей), гр.	60
Дисплей	Цветной TFT, 128×160
Диапазон рабочих температур, o C	от -20 до +45

Индикатор передержки электромагнитного поля | SBIR.gov

Аннотация

Существует потребность в персональном сигнализаторе радиочастотного излучения (РЧ), который может обнаруживать высокие уровни воздействия электромагнитного поля как в ближней, так и в удаленной зоне, чтобы персонал мог выполнять свои обязанности без опасности для здоровья в условиях, требуемых операциями Министерства обороны США. В рамках этого проекта будет оцениваться осуществимость разработки небольшого недорогого портативного устройства сигнализации для обнаружения воздействия электрических и магнитных полей RF, вплоть до чрезвычайно высокой интенсивности; во втором случае электронные устройства могут быть отключены.Подход заключается в использовании пассивного устройства на основе биосинтезированного полимера диазолюминомеланина (DALM), взвешенного в агаргеле, для обнаружения, сигнализации и регистрации воздействия. Система должна иметь резервный активный электронный компонент, который обеспечит альтернативные звуковые и визуальные функции аварийной сигнализации. Технологии ДАЛМ и ДАЛМ-гель были изобретены или разработаны учеными ВВС; Beam Tech Corporation (BTC) имеет эксклюзивную лицензию на биологический и химический синтез DALM.В дополнение к технологии пузырьков и люминесценции с DALM-агаром, BTC определит и рассмотрит в качестве альтернатив как коммерчески доступные, так и запатентованные технологии, которые могут служить той же цели или могут служить компонентами разрабатываемой технологии. Персональный индикатор передержки радиочастотного излучения должен быть разработан и оценен для осуществимости будет уникальным в том смысле, что он не будет подвергаться риску инактивации из-за того самого электромагнитного воздействия, для которого он должен обеспечивать сигнализацию. Он имеет дополнительное потенциальное преимущество регистрации интенсивности воздействия для определения степени воздействия в течение периода времени между исследованиями.Включая комплексную информацию о любой коммерчески доступной в настоящее время или запатентованной иным образом технологии, Beam TechCorporation может идентифицировать устройства или компоненты, которые помогут в разработке активного электронного компонента, для включения в качестве функции резервирования в индикатор передержки. Несмотря на то, что рынок для этого устройства будет обширным в пределах Министерства обороны США, оно также будет полезно правительственным агентствам безопасности США. Это также может быть полезно для лиц, которые работают в частном секторе вблизи мощных источников радиочастотного излучения, но которые сознательно и целенаправленно не допускают или не ожидают, что подвергнутся облучению.Полная оценка рынка в настоящее время невозможна, поскольку для BTC доступна ограниченная предварительная информация. Это станет возможным с разработкой информации о прототипе в проекте Фазы II.

* Информация указана выше на момент подачи. *

Измеритель импульсного электромагнитного поля

Соэкс

Измеритель импульсного электромагнитного поля (ЭМП) Соэкс предназначен для обнаружения и локализации опасных зон ЭМП.

• Компактный и легкий
• Цветной TFT-дисплей
• Зарядка через USB
• Звуковой сигнал
• Представление числовых и графических данных
• 2D / 3D диаграммы, позволяющие идентифицировать источники электромагнитного излучения
• 3 датчика магнитного поля и 2 датчика электрического поля, каждый датчик измеряет свою ось

Видеообзор в высоком разрешении Soeks Impulse

Измеритель напряженности импульсного электромагнитного поля (ЭМП) Соэкс предназначен для:

• Экспресс-анализ электромагнитных полей в различных жилых помещениях, жилых помещениях и ПК
• Обнаружение источников электромагнитного излучения
• Локализация скрытой электропроводки (в стенах, мебели и т. Д.))
• Определение наиболее благоприятных жилых районов для людей и животных

Во время измерения электромагнитных полей в жилых помещениях, жилых помещениях и с ПК пороговые уровни, вызывающие звуковой сигнал тревоги и отображение информации, автоматически устанавливаются в соответствии со стандартными правилами.

Измерение выполняется по двум ортогональным осям (X, Y) для электрических полей и по трем осям (X, Y, Z) для магнитных полей.

Soeks Impulse — усовершенствованная модель, выпущенная в мае 2012 года, отличающаяся безупречной производительностью и высокой скоростью работы. Типичные электромагнитные измерители очень сложны и измеряют одно поле за раз (магнитное или электрическое).
С другой стороны, Soeks Impulse позволяет анализировать два поля одновременно и отображает как магнитный, так и электрический фон в виде трехмерной диаграммы. Он может отображать плоскость X, Y для электрических полей и плоскость X, Y, Z для магнитных полей.
Устройство оснащено звуковым сигналом и функцией отображения сообщений для предупреждения о высокой напряженности электромагнитного поля.Чтобы проверить это, просто поднесите устройство к беспроводному маршрутизатору, ноутбуку или мобильному устройству во время звонка. Вы сразу же сможете увидеть уровень электромагнитного излучения такого оборудования и оценить, представляют ли они потенциальную опасность для здоровья.

Электромагнитный измеритель — это хороший способ защитить себя и свою семью от потенциальных опасностей, создаваемых нашей современной эпохой высоких технологий. Такое устройство бесценно для всех, кто живет в таких местах или поблизости от них, как: электростанции, линии высокого напряжения, военные объекты, аэропорты, космические обсерватории, производственные предприятия, научные или другие исследовательские учреждения, большие города или в случае владения большое количество технологических устройств, которые постоянно используются в непосредственной близости от вас на протяжении всей вашей повседневной жизни.
Электромагнитные поля не видны человеческому глазу и не могут быть обнаружены ничем, кроме электромагнитного детектора, который, в свою очередь, должен быть безвредным для вашего здоровья, ваших детей и пожилых людей.

Гарантия на изделие один год

Soeks Impulse имеет маркировку CE , подтверждающую, что он соответствует основным требованиям применимых директив ЕС.

Отчет об испытаниях на ЭМС для Соэкс Импульс

Спецификация
Версия устройства	NUC-078 V4
Измеряемая частота электромагнитного поля диапазон, Гц	от 20 до 2000
Диапазон измерения магнитного поля (магнитная индукция) амплитуда напряженности по осям X, Y, Z, А / м (uT)	из 0.С 04 по 12 (от 0,05 до 15)
Диапазон измерения магнитного поля (магнитная индукция) среднеквадратичное значение значение, А / м (uT)	от 0,08 до 20 (от 0,10 до 25)
Предел допускаемой относительной погрешности измерение напряженности магнитного поля,%	Â ± 30
Аппаратная нелинейность измерения напряженность магнитного поля при измерении диапазон для испытательного магнитного поля 50 Гц в частота, не более,%	7.0
Диапазон измерения электрического поля амплитуда интенсивности по осям X, Y, Z, В / м	от 10 до 1000
Предел допускаемой относительной погрешности измерение напряженности электрического поля,%	Â ± 30
Аппаратная нелинейность измерения Напряженность электрического поля при измерении диапазон для испытательного магнитного поля 50 Гц в частота, не более,%	2.0
Скорость измерения, отсчетов в секунду	2
Батареи	Перезаряжаемые батарейки или батарейки AAA
Габаритные размеры высота х ширина х толщина, мм.	105x48x19
Вес изделия (без батарей), гр.	60
Дисплей	Цветной TFT, 128×160
Диапазон рабочих температур, o C	от -20 до +45

Индикаторы в режиме измерения 1. Режим измерения тока. 2.Среднеквадратичное значение напряженности электрического поля по осям X и Y. 3. Единицы измерения электрического поля: кВ / м (киловольт на метр). 4. Порог напряженности электрического поля для срабатывания звукового, цветного и текстового предупреждения (устанавливается согласно действующим нормам). 5. Графические столбцы для отображения мгновенных значений электрического поля по осям X и Y. 6. Информационное сообщение об уровне электрического поля согласно действующим нормам. 7. Среднеквадратичное значение напряженности магнитного поля по осям X, Y и Z. 8. Единицы измерения магнитного поля: uT (микротесла). 9. Порог напряженности магнитного поля для срабатывания звукового, цветного и текстового предупреждения (устанавливается согласно действующим нормам). 10. Графические столбцы для отображения мгновенных значений магнитного поля по осям X, Y и Z. 11. Информационное сообщение об уровне магнитного поля согласно действующим нормам.
Индикаторы в режиме ПРОСМОТРА 12. Значение напряженности электрического поля по оси X. Единица измерения: В / м (вольт на метр). 13. Графическая шкала вывода значения напряженности электрического поля по оси X. 14. Значение напряженности электрического поля по оси Y. Единица измерения: В / м (вольт на метр). 15. Графическая шкала вывода значения напряженности электрического поля по оси Y. 16. Значение напряженности магнитного поля по оси X. Единица измерения: uT (микротесла). 17. Графическая шкала вывода значения напряженности магнитного поля по оси X. 18. Значение напряженности магнитного поля по оси Y. Единица измерения: uT (микротесла). 19. Графическая шкала вывода значения напряженности магнитного поля по оси Y. 20. Значение напряженности магнитного поля по оси Z. Единица измерения: uT (микротесла). 21. Графическая шкала вывода значения напряженности магнитного поля по оси Z.

Преобразования

1 Гс (гаусс) = 100 мкТл (микротесла)
1 uT (микротесла) = 0,01 Гс (гаусс)

Руководство пользователя на английском языке

В базовый комплект Соэкс Импульс входят:

• Соэкс Импульс с русским меню
• Руководство пользователя на английском / русском языках
• Ящик из жесткого картона

К сожалению, почтовая служба запретила пересылку аккумуляторов самолетом.Поэтому выкладываем батарейки ААА из посылки.
Извините за причиненные неудобства.

Зарядное устройство, шнур питания, аккумуляторы и другие аксессуары и принадлежности приобретаются отдельно.

---

Покупатели, купившие Соэкс Импульс, также купили

---

Если у вас есть вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами

Мы ответим вам в течение 24 часов.

Бесконтактный индикатор напряжения

— Bevins Co.

Бесконтактный индикатор напряжения CHANCE® (Модель # PSC403737) — это портативный инструмент, используемый в качестве вторичного средства для подтверждения состояния высоковольтной цепи переменного тока (переменного тока) после основных рабочих процедур, таких как видимые открытые зазоры, удержание диспетчера приказы и маркировка аппаратов обесточили цепь.

Он демонстрирует практичность в полевых условиях перед вольтметром и очевидные преимущества перед традиционными методами без измерителя.

PSC403737 разработан для определения приблизительных классов межфазного напряжения до 500 кВ переменного тока в зависимости от расстояния от проводников под напряжением.

Это устройство представляет собой бесконтактный (бесконтактный) измеритель напряженности электрического поля для напряжений выше 480 вольт и датчик ближнего поля для напряжений ниже 480 вольт.

Тестер приближения реагирует на величину градиента поля переменного тока между его чувствительным элементом (расположен на противоположном конце круглого держателя универсальной муфты) и противовесом внутри измерителя.

В нормальном режиме работы индикатор напряжения приближения откалиброван для реакции на обнаруживаемое поле тремя способами. Во-первых, светодиод «Sense» (расположенный слева от кнопки Power / PWR) перестанет мигать и станет гореть постоянным светом при обнаружении электрического поля. Во-вторых, загорится один или несколько светодиодов (светоизлучающих диодов), представляющих класс напряжения, присутствующего на проводнике.

Примечание: когда два светодиода кВ горят одновременно, это означает, что напряженность электрического поля находится где-то между верхним и нижним диапазоном).Третий ответ — звуковой сигнал.

РАСШИРЕННАЯ ФУНКЦИЯ:

В расширенном режиме работы индикатор напряжения приближения временно отключает индикацию диапазона и звуковой сигнал для напряжений ниже выбранного пользователем диапазона.

В качестве меры безопасности светодиод SENSE будет продолжать нормально функционировать как в обычном, так и в расширенном режиме (мигает светодиод SENSE, когда электрическое поле не обнаружено, и постоянно горит светодиод SENSE, когда обнаружено электрическое поле).

! ВНИМАНИЕ
! ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Инструмент должен использоваться с универсальной вехой для поддержания его калибровки. Всегда используйте палку подходящей длины, даже в резиновых перчатках.

Контакт с универсальным наконечником или другой деталью даже в резиновых перчатках приведет к ошибочной индикации напряжения. Всегда используйте универсальную веху для поддержания ее калибровки.

Это устройство является детектором только переменного тока (переменного тока / переменного напряжения); не используйте его для обнаружения D.C. (постоянный ток / переменное напряжение).

! ВНИМАНИЕ
! ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Видео

Щелкните здесь, чтобы узнать больше об индикаторе напряжения приближения!

1 Введение | Возможные последствия для здоровья от воздействия электрических и магнитных полей в жилых помещениях

диапазон встречающихся магнитных полей обычно довольно невелик, поля обычно описываются в единицах микротесла (1 мкТл = 0,000001 Тл) или миллигаусс (1 мГс = 0.001 G). Например, геомагнитное поле Земли представляет собой статическое поле около 50 мкТл (0,5 Гс), а ток в 50 ампер (А) в прямом проводе создает плотность магнитного потока (магнитное поле) 100 мкТл на расстоянии 10 мкТл. сантиметры (см). Хотя бытовой переменный ток в Соединенных Штатах имеет частоту 60 Гц, другие относительно низкочастотные электрические и магнитные поля могут индуцироваться, когда ток используется для работы с приборами, такими как электрические бритвы, фены, терминалы с видеодисплеями и т. Д. диммерные переключатели.

Электрические поля от прямого воздействия высоковольтных линий электропередач и электроприборов индуцируют ток на поверхности тела человека, подвергающегося воздействию, или непосредственно внутри него. Поскольку электрические поля нарушаются проводимостью ткани, поля внутри тела очень слабые. С другой стороны, магнитные поля проходят через тело и могут индуцировать электрические токи по всему телу. Магнитные поля могут проходить через самые распространенные строительные материалы, включая тонкие листы металла. Однако магнитные материалы, такие как железо и некоторые металлические сплавы, могут служить удобными путями для проведения магнитных полей и в некоторых случаях могут использоваться в качестве магнитных экранов.Людей довольно легко защитить от воздействия электрических полей, потому что большинство материалов обладают достаточной проводимостью, чтобы ослаблять поля.

Хотя электрические и магнитные поля сильно различаются по характеру, изменяющиеся во времени поля обычно описываются вместе как электромагнитные поля. Как отмечалось выше, изменяющиеся во времени электрические и магнитные поля формально связаны и математически описываются уравнениями Максвелла. За счет связи изменяющееся во времени магнитное поле индуцирует электрическое поле и наоборот.Однако в пределах неизменных (статических) полей электрическое и магнитное поля независимы. На низких частотах, связанных с использованием электроэнергии, связь чрезвычайно слаба, и электрические поля и магнитные поля можно считать независимыми в отличном приближении. В этом отчете термин электромагнитное поле (ЭМП) используется, когда электрическое и магнитное поля существенно связаны, обычно только для высокочастотных полей.

Биологические эффекты

Известно или предполагается, что очень низкочастотные электрические и магнитные поля различными способами взаимодействуют с биологическими системами.Некоторые биологические эффекты при высокой напряженности поля, такие как стимуляция нервов и нагрев тканей, хорошо изучены и используются для установления стандартов воздействия полей на рабочем месте и на людей. Другие описанные эффекты, особенно при низкой напряженности поля, не так хорошо изучены; к ним относятся эффекты на метаболизм и рост клеток, экспрессию генов, гормоны, обучение и поведение, а также распространение опухолей. Реальность всех этих эффектов является предметом научных дискуссий и проблемой для обсуждения в этом отчете.

Индикатор электрического поля или потенциала

Мое изобретение относится к измерению напряженности электрического поля и, в частности, к устройству для измерения напряженности электрического поля и градиентов потенциала.

Ученые обычно считают, что измерить количество энергии без использования или потери части энергии практически невозможно.

Например, при точных тепловых измерениях необходимо учитывать и учитывать теплоемкость прибора и термометра.

При точных измерениях электрической мощности количество энергии, необходимое для активации ваттметра, часто бывает значительным. Как правило, чем меньше измеряемая величина, тем меньше допускаются потери в измерительном устройстве.

Понимание этого общего правила привело к развитию множества измерений «нулевого» типа в электрических и физических науках.

Самый распространенный из них — мост Уитстона и множество его разновидностей.

Измерения напряженности электрического поля и градиента потенциала часто требуют измерения настолько малых величин, что для достижения наилучшей точности можно сэкономить лишь бесконечно малое количество энергии для активации измерительного прибора. Также хорошо известно, что введение даже самого маленького зонда в электрическое поле часто так плохо нарушает его симметрию, если будет отобрано значительное количество энергии, что измерение будет бесполезным. Следовательно, при прецизионных измерениях экранирующие устройства принимают тщательно продуманные меры предосторожности, принимая лишь незначительное количество энергии и усиливая ее до наблюдаемого сигнала.

Целью моего изобретения является создание устройства для истинного «нулевого» измерения напряженности электрического поля или градиента потенциала.

Вторая цель моего изобретения — сделать возможным измерение не только напряженности поля, но также его направления или полярности.

Третья цель моего изобретения — сделать возможным сравнение любой неизвестной напряженности поля с любой заранее выбранной напряженностью поля, которую легко определить с помощью простого вольтметра.

Это четвертый объект моего изобретения. снабдить устройство электронными средствами индикации таким образом, чтобы измерения не зависели от характеристик трубки в широком диапазоне напряженности поля.

Другие цели и преимущества моего изобретения станут очевидны из следующего подробного описания и чертежей, сопровождающих эту спецификацию.

Соответственно, мое изобретение заключается в устройстве для измерения статических зарядов, разностей потенциалов или напряженности электрического поля путем создания периодически изменяющегося электрического сигнала путем попеременного экранирования и воздействия на электрод измеряемого поля или заряда и сравнения поля, прилегающего к электроду, с измеряемым полем или зарядом. противоположно ориентированное поле с использованием результирующего электрического сигнала, созданного в качестве индикатора.

Конструкцию моего нового устройства, взаимосвязь различных частей и принцип работы можно понять, обратившись к чертежу, который представляет собой упрощенную схему цепи и устройства.

На чертеже цифра 10 представляет собой электростатический экран, закрывающий большинство частей схемы. Электрод 11 подвергается воздействию измеряемого поля и хорошо изолирован, чтобы предотвратить потерю заряда. Второй электрод 12 электрически соединен с электродом II, но заключен в экран 10.Третий электрод 13 внутри экрана 10 расположен напротив второго электрода 12. Причина, по которой электроды показаны на чертеже, будет объяснена ниже.

Заземленный электрод 14 расположен вне экрана 10 и в поле воздействия электрода II таким образом, что 14 может периодически вставляться между 11 и воздействовать на заряды или электрические поля снаружи. Точно так же заземленный электрод 15 расположен внутри экрана 10 и в поле воздействия электрода 12.

И 14, и 15 установлены с возможностью вращения, и может быть предусмотрено приводное средство, такое как двигатель 16, для вращения электродов 14 и 15, так что электрод II поочередно обнажается и экранируется от поля за пределами экрана 10, когда электрод 14 вращается. Приводное средство 16 показано пунктирными линиями, поскольку, как будет указано ниже, оно может быть или не быть необходимым в зависимости от цели, для которой устройство должно использоваться. Аналогично, внутри экрана при вращении электрода 15 электрод 12 поочередно подвергается воздействию поля, создаваемого электродом 13 в результате приложенного к нему напряжения, и экранируется от него.Электроды 14 и 15 расположены так, что экспонирование и экранирование электродов II и 12 происходят синфазно.

Электроды II и 12 связаны с сеткой трубки 19 через емкость 17 и импеданс 18. Импеданс 18 обычно представляет собой резистор, имеющий высокое значение, такое как тысяча МОм (109 Ом). Трубка 1S, показанная как триод, имеющая анод 19a, катод 19c и сетку 19g, может быть тетродом или другой многосеточной трубкой. Используемая трубка предпочтительно должна быть трубкой с высоким входным сопротивлением, низкой входной емкостью и низким внутренним сопротивлением.Катод может нагреваться напрямую или косвенно.

Катод 19с трубки нагревается с помощью батареи 20 через резисторы 21 и 22, которые снижают напряжение до того, на которое рассчитан катод. Посредством заземления выбранной точки между резисторами 21 и 22 катод 19c может удерживаться под выбранным потенциалом над землей. Обычно это желательно для противодействия эффектам падения потенциала между анодами. 0a и катод 1 Be в результате теплового перемешивания. Выходная цепь трубки I9 содержит батарею 23, подающую положительный потенциал на пластину 1a, устройство индикации тока, такое как микроамперметр 24, последовательно с небольшим источником потенциала 25 и шунтируемое переменным импедансом 20.Функция потенциального источника 25 состоит в том, чтобы облегчить установку нуля на микроамперметре 24, который без него часто показывал бы неудобное остаточное показание 1. Цепи замыкаются выключателем 21.

Потенциометр, содержащий импеданс 28, заземленный на одном конце, и источник с относительно высоким потенциалом 29, подключенный через импеданс 28 1 через подходящие двухпозиционные и реверсивные переключатели 80 и 31, подключенный к электроду 3I через регулируемый контакт 32 и высокий импеданс 3S. .

Для наиболее плавной работы электрод 13 соединен с землей через емкость 34, так что его потенциал будет оставаться практически постоянным во время вращения экранирующего элемента 1S. Емкость 34 должна быть такого размера, чтобы обходить до земли периодические колебания напряжения, создаваемые вращением экранирующего элемента 15, без заметного падения напряжения на резисторе 33. Вольтметр 35 помещается между концом резистора 33 и землей.

В процессе работы хорошо позволить микроамперметру 24 показывать примерно половину шкалы для нулевого или неподвижного показания.Это регулируется путем изменения значений импеданса 26 и батареи 25. Таким образом можно избежать отклонений в нижней части шкалы измерителя. Затем электроды II и 12 настраивают на потенциал земли. Затем электроды 14 и 15 вращаются быстро синхронно, в результате чего на импедансе 18 возникает пульсирующий потенциал, который пропорционален электростатическому полю, окружающему электрод II. Этот потенциал передается на сетку 19g трубки 19 через емкость связи 1i.

Так как трубка 19 в состоянии покоя находится рядом с отсечкой, увеличение тока пластины для положительного хода сетки больше, чем уменьшение тока пластины для равного, но отрицательного хода сетки. Таким образом, средний ток, показываемый измерителем 24, увеличивается при вращении электродов 14 и IB.

Измерение напряженности электростатического поля, окружающего электрод I, выполняется путем приложения к электроду 13 с помощью потенциометра 28, 29, 30, 31 ‘и 32 потенциала с полярностью, противоположной измеряемой и к которой электрод II остается открытым до тех пор, пока счетчик 24 не вернется к нулевому или неподвижному показанию.В этот момент потенциал, показанный вольтметром 35, дает меру напряженности электростатического поля, окружающего электрод II. Поскольку расстояние между электродами 12 и 13 известно, можно вычислить потенциальный градиент поля.

Общая применимость описываемого здесь устройства для измерения напряженности поля очевидна. В стационарных или лабораторных применениях некоторая движущая сила должна использоваться для вращения электродов 14 и 15, и это обозначено на чертеже как двигатель 16.В других приложениях, таких как его использование в самолетах для измерения электрического состояния атмосферы, электроды 14 и II будут размещены в потоке скольжения самолета, и для вращения электрода 14 не потребуется движущая сила. Поскольку электроды 14 и 15 могут быть размещены на одном валу, таким образом, их вращение в фазе будет выполнено. Таким образом, очевидно, что электроды 12, I1, 14 и II представлены в полуизображении, когда устройство установлено в летательном аппарате, а электроды II и 14 находятся вне и близко к фюзеляжу самолета, при этом плоскость вращения параллельна. Что касается фюзеляжа, то форма, в которой 14 будет вращаться наиболее эффективно, естественно, аналогична форме лопасти вентилятора.

В моем патенте США 1919215, выданном 25 июля 1933 года, я описал устройство, хорошо приспособленное для измерения электрического состояния атмосферы, окружающей самолет в полете. В этом патенте я описал несколько схем для получения электрических сигналов из атмосферы и для их синхронного выпрямления, все пять из которых могут быть использованы в устройстве, описанном в этой заявке.

Здесь уместно отметить, что импеданс 18 не является абсолютно необходимым для успешной работы устройства, как можно было бы предположить, исходя из типичного размера (10 Ом), упомянутого выше.Сетка 19g всегда стремится вернуться к своему нормальному потенциалу, независимо от скопления на ней электронов. Очевидно, он собирает несколько положительных ионов в какой-то момент во время работы. Это вполне возможно, поскольку текущий сетевой ток, вероятно, составляет порядка миллимикроампера в максимальных условиях.

На чертеже резистор 36, показанный пунктирными линиями между сеткой 99g и землей, представляет входной импеданс лампы, который обычно довольно высок. Если требуется устройство с очень высокой стабильностью, реальный физический резистор может быть вставлен между сеткой и землей в том месте, где теперь показано входное сопротивление 36 лампы -5.

Теория работы моего устройства легко резюмируется следующим образом: если свободный заряд присутствует в космосе, он индуцирует противоположный заряд на проводнике, обнаженном таким образом, что проводник может видеть указанный свободный заряд. Если затем проводник экранирован от свободного заряда заземленным проводником, заряд, индуцированный свободным зарядом на первом проводе, исчезнет, ​​перетекая на землю. Если оголенный проводник периодически подвергается действию свободного заряда и экранирован от него, видно, что пульсирующий сигнал будет течь на землю.Этот пульсирующий сигнал можно использовать для измерения величины бесплатного заряда. В устройстве, которое я описал, различные компоненты могут быть идентифицированы с их функциями, такими как я описал в этом параграфе. Например, на чертеже II электрод подвергается воздействию заряда, который он «видит» где-то за пределами экрана 10. Электрод 14 поочередно экранирует и подвергает II свободному заряду. Полученный пульсирующий сигнал подается на лампу 19 через резистор 18 и конденсатор 71.

Вышеприведенное обсуждение применимо также к электродам 12, 13 и 15. Электрод 12 подвергается воздействию заряда на электроде 13. Электрод 15 выполняет экранирование. Можно видеть, что при правильной ориентации потенциала, приложенного к электроду 13, может быть достигнуто условие, при котором поле внутри экрана 10 05 будет точно равно и противоположно полю вне экрана 10, в результате чего на сетку не будет воздействовать сигнал. 19г. Таким образом, неизвестную напряженность поля можно сравнить с известным значением.

Поскольку определенные изменения в проведении этого метода измерения напряженности поля, а также в конструкции и расположении устройства, воплощающего настоящее изобретение, могут быть внесены без отклонения от его объема, предполагается, что все материалы, содержащиеся в приведенном выше описании или показанном в прилагаемом чертеже следует толковать как иллюстрацию, а не как ограничение. Также следует понимать, что нижеследующая формула изобретения предназначена для того, чтобы охватить все общие и специфические признаки изобретения, описанного здесь, и все положения объема изобретения, которые, говоря языком, можно сказать, попадают между ними. .

Изобретение, описанное здесь, может быть произведено и использовано Правительством Соединенных Штатов Америки или для него в правительственных целях без выплаты каких-либо лицензионных отчислений за него или за него.

Описав свое изобретение, я заявляю, что новое и желаю закрепить в Патентном письме следующее: 1. Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее средства для дублирования в экранированном пространстве измеряемой напряженности поля, динамические средства для измерения получение из измеряемого поля первого сигнала, пропорционального полю, и второго сигнала, пропорционального дублирующему полю, означает, что оно действует для индикации разницы между первым и вторым сигналами, и означает, что оно действует для индикации интенсивности дублирующего поля.2. Устройство для измерения напряженности электрического поля, содержащее множество электродов, подверженных воздействию измеряемого поля, по крайней мере, один из которых является подвижным и заземленным, множество экранированных электродов, по крайней мере, один из которых является подвижным и заземленным, средства, связанные по крайней мере с одним. указанных экранированных электродов для установки полевого коннектора. управляемые по величине и направлению в противоположность измеряемому средству для синхронного перемещения подвижных электродов в пределах полей воздействия соответствующих незаземленных электродов для генерации электрического сигнала, пропорционального разнице между двумя значениями напряженности поля, а также средства усиления и индикации для с указанием величины указанного сигнала.3. Устройство для измерения напряженности поля и градиентов потенциала, содержащее * множество разнесенных пластин, подверженных воздействию измеряемого поля, по крайней мере, одна из которых является вращающейся и заземленной, множество разнесенных экранированных пластин, по крайней мере, одна из которых является вращающейся и заземленной, вторая из упомянутых экранированных пластин связана с потенциометром и средством для изменения направления приложенного потенциала к упомянутой второй пластине, средством для периодического вращения упомянутых вращающихся пластин по фазе для защиты упомянутых других пластин, экранированным электронным средством усиления и индикации, электрически соединенным с упомянутыми другими пластинами, средство индикации для индикации величины периодически изменяющегося электрического сигнала, создаваемого прерывистым экранированием и обнажением других пластин, и средство для определения полярности и величины потенциала, приложенного к другой экранированной пластине, необходимого для уменьшения индикации средства индикации к его неподвижному значению.4. Устройство для измерения напряженности поля и градиентов потенциала, содержащее множество разнесенных пластин, подверженных воздействию измеряемого поля, по крайней мере, одна из которых является вращающейся и заземленной, множество разнесенных экранированных пластин, по крайней мере, одна из которых является вращающейся и заземленной, вторая одна из упомянутых экранированных пластин связана с потенциометром и средством для изменения направления приложенного потенциала к упомянутой второй пластине, упомянутый потенциометр соединен с землей посредством конденсатора, который будет пропускать быстрые колебания потенциала, средства для периодического вращения упомянутых вращающихся пластин в фазе для защиты упомянутых другие пластины, экранированные электронные средства усиления и индикации, электрически связанные с указанными другими пластинами, средства индикации для индикации величины периодически изменяющегося электрического сигнала, создаваемого прерывистым экранированием и экспонированием других пластин, а также средства для определения полярности и величины потенциал, приложенный к незаземленной экранированной пластине, необходимый для повторного довести показание показывающего средства до его значения покоя.

5. В устройстве для измерения электростатических зарядов или разности потенциалов, которое содержит средство, реагирующее на первое электростатическое поле, динамическое средство, изменяющее указанное поле для получения из него периодического тока, и средство для индикации указанного тока, усовершенствование, которое включает в себя указанное динамическое периодическое средство генерирования тока — второе средство, работающее синхронно для установления второго динамического электрического поля, противоположного первому, и достаточной величины для уменьшения индикации тока до заданного значения и, таким образом, получения меры интенсивности и направления первого поля.

6. Динамический электрометр, содержащий средства чувствительного к полю электрода, экранирующее средство, охватывающее только часть средства чувствительного к полю электрода, чтобы оставить его неэкспонированный участок, при этом открытая часть реагирует на внешнее поле, а закрытая часть реагирует на поле. в средстве экранирования средство, действующее для создания управляемого поля внутри средства экранирования, и средство, действующее периодически, чтобы одновременно экранировать обе части средства чувствительного к полю электродного средства от внешних и контролируемых полей, чтобы генерировать повторяющийся сигнал, зависящий от обоих полей.

7. Способ измерения неизвестного электростатического поля с помощью двух полевых чувствительных элементов, включающий периодическое воздействие на один чувствительный элемент неизвестного поля для генерации периодического электрического сигнала, синхронное воздействие на другой чувствительный элемент другого и известного поля периодически для генерации другого периодического электрического поля. сигнал, объединяющий сигналы, а также усиливающий и указывающий объединенные сигналы.

8. В устройстве для измерения потенциала поля, в комбинации, фиксированные соединенные электроды, один из которых подвержен воздействию неизвестного поля, подвижные экранирующие электроды, синхронно устанавливаемые в и вне экранирующего положения по отношению к неподвижным электродам, усиливающие и показывающие средство для указания величины электрических сигналов, полученных от фиксированных электродов, и управляющего электрода, примыкающего к другому фиксированному электроду, для создания поля, противоположного неизвестному полю.