Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 12 » Статья стр. 2543
<<<>>>
Дрейф диска из поляризованного электрета в градиентном электрическом поле конденсатора с кольцевыми электродами
Министерство образования Республики Беларусь, «Современное материаловедение, перспективные материалы и новые технологии», 1.5.2
Поклонский Н.А. 1, Желудкович И.А.1, Аникеев И.И. 1, Вырко С.А. 1
1Белорусский государственный университет, Минск, Республика Беларусь
Email: poklonski@bsu.by, vjohan2003@gmail.com, ilyaanikeev35@mail.ru, vyrko@bsu.by
Поступила в редакцию: 1 августа 2026 г.
В окончательной редакции: 15 сентября 2026 г.
Принята к печати: 20 сентября 2026 г.
Выставление онлайн: 12 ноября 2026 г.
PDF версия
Разработана физико-математическая модель дрейфа диска из твердого электрета в стационарном градиентном электрическом поле вакуумного конденсатора. Предполагается, что электрический дипольный момент диска толщиной 1.5 mm и радиусом R = 3 mm целиком определяется собственной однородной поляризацией электрета. Получена формула действующей на диск силы, обусловленной взаимодействием неоднородного (градиентного) электрического поля конденсатора с дипольным моментом электрета. Градиентное электрическое поле создается конденсатором длиной L = 3R из двух соосных металлических колец радиусами 15R и 5R. Рассмотрены напряженности электрического поля, не превышающие поле пробоя модельного электрета. Рассчитаны зависимости времени пролета и скорости вылета диска от разности электрических потенциалов на электродах конденсатора. Собственный электрический дипольный момент диска ориентирован противоположно направлению напряженности электрического поля конденсатора, направленному от кольца с большим радиусом к кольцу с меньшим радиусом. Рассмотрен диск с плотностью поверхностного заряда ~ 3.7 mC/m2. При разности электрических потенциалов 290 kV между электродами в пределе нулевой скорости влета диска в конденсатор, скорость диска на вылете из электрода с меньшим радиусом составляет ~ 4.7 m/s. Ключевые слова: диск из электрета, кольцевой вакуумный конденсатор, стационарное градиентное электрическое поле, ускорение диска.
  1. А.И. Грачев. ЖТФ, 89 (1), 5 (2019). DOI: 10.21883/jtf.2019.01.46953.16-18
  2. А.И. Грачев. ФТТ, 60 (4), 666 (2018). DOI: 10.21883/ftt.2018.04.45672.284
  3. А.И. Грачев. Письма в ЖТФ, 44 (16), 27 (2018). DOI: 10.21883/pjtf.2018.16.46473.17303
  4. G. Quincke. Ann. Phys. Chem., 59 (11), 417 (1896). DOI: 10.1002/andp.18962951102
  5. T.B. Jones. Electromechanics of Particles (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2005), DOI: 10.1017/CBO9780511574498
  6. А.И. Грачев. Письма в ЖТФ, 47 (13), 21 (2021). DOI: 10.21883/pjtf.2021.13.51116.18557
  7. Z. Zhang, H. Yuan, Y. Dou, M.O. de la Cruz, K.J.M. Bishop. Phys. Rev. Lett., 126 (25), 258001 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.258001
  8. D. Porotnikov, D. Harankahage, C. Ellison, M. Yang, J. Cassidy, M. Zamkov. Nano Lett., 21 (11), 4787 (2021). DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01327
  9. А.И. Грачев. ЖТФ, 90 (8), 1239 (2020). DOI: 10.21883/jtf.2020.08.49532.87-19
  10. М.А. Кожушнер, Б.В. Лидский, В.С. Посвянский, Л.И. Трахтенберг. Письма в ЖЭТФ, 108 (9), 670 (2018). DOI: 10.1134/s0370274x18210130
  11. В.А. Саранин. УФН, 182 (7), 749 (2012). DOI: 10.3367/UFNr.0182.201207e.0749
  12. Н.В. Карлов, Н.А. Кириченко. Колебания, волны, структуры (Физматлит, М., 2008)
  13. Н.А. Поклонский, А.И. Сягло, В.Т. Шнитко, В.А. Меркулов, М.О. Давиденя, А.И. Ковалев. Приборы и методы измерений, 1 (6), 64 (2013)
  14. J. Yao, K. Zhao, J. Lou, K. Zhang. Biosensors, 14 (9), 417 (2024). DOI: 10.3390/bios14090417
  15. J. Oh, H.F. Gleeson, I. Dierking. Phys. Rev. E, 95 (2), 022703 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevE.95.022703
  16. Z. Tian, X. Wang, J. Chen. Microsyst. Nanoeng., 10 (1), 117 (2024). DOI: 10.1038/s41378-024-00750-0
  17. P. Garcia-Sanchez, J.E. Flores-Mena, A. Ramos. Micromachines, 10 (2), 100 (2019). DOI: 10.3390/mi10020100
  18. S. Gangwal, O.J. Cayre, M.Z. Bazant, O.D. Velev. Phys. Rev. Lett., 100 (5), 058302 (2008). DOI: 10.1103/PhysRevLett.100.058302
  19. T. Miloh. Phys. Fluids, 20 (6), 063303 (2008). DOI: 10.1063/1.2931080
  20. Ю.В. Гуляев, А.С. Бугаев, В.М. Розенбаум, Л.И. Трахтенберг. УФН, 190 (4), 337 (2020). DOI: 10.3367/UFNr.2019.05.038570
  21. E.M. Purcell, D.J. Morin. Electricity and Magnetism (Cambridge Univ. Press, Cambridge, 2013), DOI: 10.1017/CBO9781139012973
  22. А.П. Прудников, Ю.А. Брычков, О.И. Маричев. Интегралы и ряды. В 3 т. Т. 2. Специальные функции (Физматлит, М., 2003)
  23. I.N. Toptygin. Foundations of Classical and Quantum Electrodynamics (Wiley, Weinheim, 2014), DOI: 10.1002/9783527680429
  24. G.A. Korn, T.M. Korn. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review (Dover, NY., 2000)
  25. Ю.К. Братухин, В.А. Семенов. ЖЭТФ, 83 (6), 2170 (1982)
  26. H. Goldstein, C.P. Poole, J.L. Safko. Classical Mechanics (Pearson, Harlow, 2014)
  27. В.А. Шелюто. ЖТФ, 61 (2), 1 (1991)
  28. Ю.Я. Иоссель, Э.С. Кочанов, М.Г. Струнский. Расчет электрической емкости (Энергоиздат, Л., 1981)
  29. Физико-механические свойства париленовых покрытий. Свойства парилена (НПО " Парилен"), URL: https://parylene.ru/parylene-properties/
  30. S. Sabzpoushan, P. Woias. Nano Energy, 131, 110167 (2024). DOI: 10.1016/j.nanoen.2024.110167
  31. H.-w. Lo, Y.-C. Tai. J. Micromech. Microeng., 18 (10), 104006 (2008). DOI: 10.1088/0960-1317/18/10/104006
  32. S. Diaham, M. Bechara, M.-L. Locatelli, R. Khazaka, C. Tenailleau, R. Kumar. J. Appl. Phys., 115 (5), 054102 (2014). DOI: 10.1063/1.4863877
  33. И.С. Градштейн, И.М. Рыжик. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений (Физматгиз, М., 1963)

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme