В основе действия электростатических генераторов с транспортерами-проводниками лежит принцип, предложенный Теллером. Основными конструктивными элементами генератора являются металлические транспортеры и индукторы, позволяющие изменять их взаимную емкость. Неподвижные элементы относятся к системе статора, а подвижные— к системе ротора, причем понятие индуктор необязательно связано с понятием статор.
Рис. 2-3. Схема электростатического генератора с транспортерами-проводниками по Теплеру.
На рис. 2-3 изображена схема действия простейшего генератора. Металлическая пластина статора, выполняющая роль индуктора, представлена полуокружностью 1, а металлические пластины ротора, изолированные друг от друга и укрепленные на общем валу 2 и выполняющие роль транспортеров зарядов, — концентрическими с ней полуокружностями 3 и 4.
Для рассмотрения работы схемы воспользуемся теорией генератора, предложенной акад. А. Ф. Иоффе. Эта теория исходит из того, что рабочий цикл электростатического генератора в координатах q, U и С, U, где q — заряд, С — емкость системы транспортер-индуктор и U—напряжение между ними, аналогичен циклу Карно идеальной четырехтактной паровой машины.
Можно различить следующие моменты цикла работы генератора.
1. В показанном на рис. 2-3 положении ротора емкость системы пластин 1 и 3 максимальна и равна C1. От постороннего источника напряжения называемого источником возбуждения, индуктору сообщается заряд (в данном случае отрицательного знака), величина которого определяется из соотношения
(2-18)
На пластине 3 по индукции наводится такой же величины заряд противоположного знака. Одноименный с возбуждающим заряд через коллекторную пластину 5, расположенную на пластине 3, и заземленную щетку 7 отводится в землю.
Рис. 2-4. Рабочий цикл электростатического генератора в координатах С, U и q, U. Обозначения со штрихами относятся к источнику возбуждения.
Этому состоянию генератора соответствуют точки А и А1 рабочего цикла, выраженного соответственно в координатах С, U и q, U (рис. 2-4,а и б). Поворот ротора по часовой стрелке приводит к отключению пластины 3 от заземленной щетки; емкость пластин уменьшается, а напряжение между ними увеличивается за счет увеличения потенциала пластины 3. Так как во время этого периода заряд системы остается постоянным (участок Α1Β1 на рис. 2-4,б), то изменение U в зависимости от С происходит по закону равнобокой гиперболы (участок АВ на рис. 2-4,а).
