Космологический фактор - антигравитация (темная энергия)

on Thursday, 08 May 2008 19:25.

  О ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СИЛ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ТЕЛАМИ ЗА СЧЕТ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ                                                                                                    

Построение физических моделей и проверка их на прочность известными фактами может способствовать нашему продвижению вперед в понимании некоторых проблем, которые требуют несколько большего внимания с нашей стороны, чем до сих пор им было отведено.

Проблемы гравитации и инерции, по мнению автора, являются самыми интересными темами для анализа.

                                                                                                                        

    

Бесколлекторный генератор (двигатель) постоянного (переменного) тока.

on Saturday, 28 August 2010 11:38.

 

Много неприятностей доставляет коллектор: и повышенный износ щеток, и искрение, которое вызывает взрывоопасность, и броски тока, и радиопомехи...

Пусть будут щетки и пусть будут токосъемные кольца, но пусть не будет коллектора!

Единственные устройства, обеспечивающие на сегодня это требование для машин постоянного тока, это униполярные машины.

Простейшим примером (и самым ранним, из рук Фарадея!) является вращающийся диск в магнитном поле. Между осью и периферией диска возникает разница напряжений (ЭДС), которая снимается скользящими контактами.

Подобные устройства обеспечивают громаднейшие токи (сотни тысяч ампер!), но крайне низкое напряжение (вольты).

Увеличить напряжение, убрать коллектор, снизить ток, заставить работать и в цепях переменного тока – вот задача, которую ставит автор по модернизации униполярного генератора.

Шаг первый. Проводник (диск) следует заменить множеством проводников.

В существующих устройствах (униполярных машинах) возвратной частью является нагрузка (расположенная, естественно, вне действия поля). Ток через нагрузку обеспечивает замыкание цепи. По сути, нагрузка замыкает вне поля один виток с наведенной ЭДС .

Один виток следует заменить множеством. Тогда напряжение, наведенное в одном витке, сложенное с напряжениями на других последовательных витках, увеличится до нужной нам величины.

Существует два решения.

1.Вывести возвратную (замыкающую) часть обмотки (каждого витка!) из действия поля за установку.

2.Организовать в самом генераторе области, где нет поля. И там разместить соединительную (не рабочую) часть.

Шаг второй. Первое решение возможно, реализуемо и используется  в той же нагрузке. В существующих униполярных машинах скользящими контактами выводится из области действия поля часть проводника. Для многовитковой катушки решение выглядит громоздко. Но принципиально ведь возможно! А нам главное знать, что это возможно, а схему мы всегда сможем улучшить. То есть, если мы вместо диска расположим ряд проводников, изолированных друг от друга, и соединим их последовательно вне поля через множество скользящих контактов на роторе (оси) и периферии, то мы решим поставленную задачу.

Таким образом, получается, что все витки соединяются последовательно, наведенная в них ЭДС последовательно складывается, а рабочее напряжение снимается (или подается - в случае применения устройства как двигателя) только с концов этой катушки скользящими контактами. На начало первого и конец последнего витка.

Современные униполярные генераторы используют не диск, а цилиндр, вращающийся в магнитном поле. И не торцы, а боковая поверхность является рабочей. (Там, кстати, и скорость максимальна).

Шаг третий. По мнению автора, решение вопроса в таких конструкциях еще проще.

  

1 — обмотки возбуждения; 2 — токосъёмное устройство; 3 — статор; 41 —ферромагнитная часть якоря якорь; 42- диамагнитная часть якоря; 5 — ось вращения вала генератора; 6 — внешняя нагрузка; 7 — силовые линии магнитного поля катушек возбуждения; 81- рабочие проводники; 82- нерабочие проводники; 9- соединительная часть обмотки. Чёрточкой и крестиком обозначены направления тока в катушках (на читателя и от него).   

Наружная часть цилиндра должна представлять собой ряд изолированных рабочих (в которых наводится ЭДС) проводников, уложенных в пазы ферромагнетика. А внутренняя часть должна представлять собой нерабочие проводники, уложенные в диамагнетик (или немагнитную сталь). И ферромагнетик и диамагнетик сборные, из множества пластин, покрытых лаком! Ток должен течь по проводнику, а не по массе ротора! 

Поле пойдет только по ферромагнетику. Соединительные проводники останутся вне поля, но внутри ротора.

Токосъем осуществляется с начала первого витка и конца последнего витка через токосъемные кольца и щетки.

Любое заданное напряжение без единого зубца, сбоя, искрения. Работают одновременно все до единого внешние проводники, качество энергии исключительное! Развиваемый момент обеспечивается одновременно всеми витками.

Увеличиваются затраты на медь, конструкция приобретает сложность?

А вот и нет! Конструкция коллекторного двигателя сложнее. Обмотки укладываются по схеме. Работает всегда ТОЛЬКО ОДНА катушка, на которую подается через щетки и коллекторные пластины напряжение. Развиваемый момент определяется только одной этой катушкой, все остальные находятся без тока, бездействуют!, не участвуют в данный момент в работе, в создании крутящего момента. Сколько пластин на коллекторе? Пусть двадцать. Только на две из них подается напряжение (на одну катушку). То есть работает только 1/10 часть обмотки. У нас половина. Следовательно, затраты на медь у коллекторного двигателя больше. Да если бы даже и были иными - но у нас нет коллектора! А вопрос со сложностью укладки обмотки можно решить технологически:

Если ферромагнитный ротор будет представлять из себя полый цилиндр, то вопрос намотки значительно упрощается. Поле не пойдет через воздух и уйдет в ферритовую часть. Торроидальные трансформаторы мотают легко.

И еще можно упростить! Если мы разрежем роторный цилиндр вдоль на две части, намотает обмотку, а затем скрепим его (шпильками, сваркой, болтами), то процесс намотки не будет представлять никаких проблем.

Катушки возбуждения можно заменить на постоянные тороидальные магниты, например, ниобиевые.

Шаг четвертый. А вот интересно: сможет ли подобная конструкция  работать от переменного тока?

Если раньше, когда работал вращающийся в магнитном поле проводящий ротор, было немыслимо включать его в сеть (короткое замыкание!), то предлагаемое устройство вполне возможно включить в сеть переменного напряжения. И активное сопротивление, и индуктивность обмотки велики, что ограничит  пусковой ток. Смена полярности магнитного поля в катушках возбуждения будет также сопровождаться изменением направления тока в рабочих проводниках. По мере разгона и наведения ЭДС в катушке ротора ток будет падать. Похоже, характеристика у двигателя будет как у двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Это замечательно! Пусковой момент будет огромен! Область применения резко возрастает! От бормашины до тяговых двигателей электровозов. От дрели, стиральной машины, бритвы,  пылесоса, вентилятора, до машин на ГЭС и ТЭС.

И как генератор, и как двигатель подобное устройство будет работать и на переменном токе. Но тогда, конечно не на постоянных магнитах.

 

Перспективы заманчивые.

 

 


Электродинамический конденсатор энергии

on Saturday, 10 December 2011 02:00.

Накопление и хранение энергии в наиболее удобной для применения форме - электрической - есть насущная проблема.

Сглаживание пульсаций в выпрямительных устройствах, увеличение косинуса угла в энергетических установках (что означает увеличение к.п.д. установок), накопление энергии в разрядных цепях электрогидравлических установок, накопление энергии в устройствах, служащих для целей экспериментальной физики, хранение энергии ветроустановок, цепи накачки лазеров, возможность заменить конденсаторами аккумуляторы, транспортировка энергии - вот далеко не все  перспективы использования конденсаторов электрической энергии.

Если бы удалось поднять емкость конденсаторов  хотя бы на порядок без потерь надежности и при прежних массах, то экономия средств была бы столь значительна, что можно бы было говорить о новом шаге в энергетике...

Сейчас уже созданы так называемые ионисторы, имеющие электрическую емкость 1  Фараду. Но ведь их рабочее напряжение 1-2 Вольта! Поэтому они накапливают 1х(22)/2=2 Джоуля! И пусть даже весит этот ионистор 1 грамм, тогда на 1 кг возьмем 2000 Дж! Это великолепно! На 30 кг таких конденсаторов тогда придется 60 000 Джоулей! Это достаточно много! Но автор предлагает взять больше.

        Известны и широко используются так называемые униполярные генераторы. В наиболее простом виде униполярный генератор может представлять собой диск из проводящего материала, вращающийся с помощью внешнего привода в поле постоянного магнита. На проводнике, движущемся в магнитном поле, как известно, возникает разница потенциалов. Диск можно рассматривать как совокупность большого количества проводников, движущихся в магнитном поле. Между осью и периферией диска возникает разница потенциалов.

        Эта разница потенциалов пропорциональна скорости движения проводника (V) (в нашем случае линейной скорости вращения), длине проводника (L) и величине магнитного поля (B).

U=BLV

       При длине проводника 0,1 м, индукции магнитного поля 1 Тесла и скорости 100 м/с разница потенциалов (ЭДС) составит 10 В. Как видим, технические параметры вполне достижимы.

        В случае вращающегося диска с оси и периферии напряжение снимается скользящими контактами (а иногда и расплавами металлов).

         Ток, который обеспечивают подобные устройства, (ток длительной работы!, а не ток в импульсе!) составляет десятки и сотни тысяч ампер! Представить себе какой-нибудь другой генератор, обеспечивающий длительное время протекание без повреждений такого тока, очень трудно. Униполярные генераторы - рекордсмены по току. Именно поэтому во многих устройствах экспериментальной физики используются именно они.

       Низкое напряжение на выходе - вот основной недостаток подобных генераторов. Соединение в последовательные цепи, увеличение скорости вращения, увеличение магнитного поля - этими факторами, безусловно, можно влиять на напряжение. Но если реальные поля и скорости вращения на пределе, то кроме нагромождения элементов никакой выгоды получить не удастся. Да она просто и не требовалась.

            Между тем, по мнению автора, есть реальная возможность не  только поднять напряжение на выходе подобного генератора, но и дать ему вторую жизнь, внедрить его широко и массово.

       Итак, рассмотрим процессы в проводящем диске при вращении его в магнитном поле.

В зависимости от направления поля и направления вращения диска электроны смещаются к периферии или к оси диска. Для определенности будем считать, что они смещаются к периферии. Ионы "вморожены" в структуру металла и перемещаться не могут, по крайней мере, те силы, которые возникают при движении диска в магнитном поле,  не могут сместить их.

       Происходит, таким образом, разделение зарядов: на периферии скапливаются электроны, следовательно, там возникает отрицательный заряд, на оси (точнее, в области оси) остаются ионы без электронов, следовательно, там возникает положительный заряд.

Не напоминает ли это вам конденсатор? Одна обкладка (периферия) заряжена отрицательно, другая обкладка (ось) заряжена положительно.

       Что произойдет, если вне действия магнитного поля соединить проводником ось и периферию? Потечет ток, причем огромной силы. Это будет затормаживать диск, поэтому двигатель, вращающий диск, получит нагрузку.

       Что произойдет, если от внешнего источника, например, такого же униполярного генератора, подать ток на невращающийся диск, находящийся в магнитном поле?  Он придет во вращение.

Это все известно.

Что произойдет, если после разгона разорвать электрическую связь между осью и периферией на самом диске?

Если скорость вращения и величина магнитного поля оставались постоянными, то ничего не произойдет.

А если мы затормозим диск? Тогда резко начнет возрастать напряжение между осью и периферией.

Здесь пригодится аналогия с конденсатором. Пусть в конденсаторе, заряженном до какого-то напряжения, начинает увеличиваться расстояние между обкладками. В этот момент начинает повышаться напряжение на обкладках. Это уже шаг к решению задачи: мы можем увеличить напряжение между осью и периферией диска, если разорвем электрическую связь между ними и будем уменьшать частоту вращения. Менять частоту вращения не всегда удобно, того же эффекта можно достичь, если ослаблять внешнее магнитное поле, что гораздо удобнее по многим причинам.

Какую электрическую энергию можно накопить в конденсаторе?          Eэл=СU2/2, 

где С- емкость, Ф; U- напряжение, В.

Какую механическую энергию можно накопить в диске? Eмех=Jw2/2=Mw2R2/4

где J- момент инерции, кгхм2; w - угловая скорость вращения, рад/с.

J= МR2/2 ,  М - масса диска, кг; R-радиус диска, м.

Какую электрическую энергию можно накопить в диске, вращающемся в магнитном поле? (Назовем эту энергию электродинамической).

Определенного ответа без знания конкретной конструкции и величины магнитного  поля дать нельзя. Не только диаметр диска будет играть роль, но и его масса, а также материал, из которого сделан диск.

Часть энергии, которая идет на раскрутку диска, пойдет на совершение механической работы, а часть - на разделение зарядов на диске. То есть, проводящий диск будет раскручивать труднее, если он находится в магнитном поле, он как будто приобретает дополнительную инерцию! Поэтому накапливать электрическую энергию во вращающемся в магнитном поле теле оказывается выгодней, чем механическую!!!

Исходя из самых общих соображений можно оценить энергию, которую необходимо затратить на разделение зарядов Q при разнице потенциалов U. Эта же энергия выделится при торможении диска или снятии магнитного поля.

                                     Eэм=QU/2

Пусть в атоме металла всего один электрон находится на последней орбите и может свободно перемещаться. Заряд электрона 1,6 х10-19 Кулона. В одном моле 6,02х1023 атомов, материалом пусть служит железо (молекулярный масса 0,056 кг, примем для упрощения, что валентность равна 1, хотя это и не так), тогда в одном килограмме вещества при достижении разницы потенциалов в 10 В запасется энергия

Eэм=QU/2=6,02х1023х1,6х10-19х10х1/(2х0,056)=8 600 000 Дж,

где Q=6,02х1023х1,6х10-19хNМ/m=9,63х104N М/m=1 720 000 Кл

   М- масса образца; m-молекулярная масса; N-валентность материала.

     Конечно же, этот расчет грубо приблизительный. Если делать расчет для вращающегося диска, то только на периферии диска будет максимальная линейная скорость. Можно применять такие материалы, в которых не один электрон оказывается свободным, а несколько. Можно порассуждать о лучших конструкциях... Можно уверенно говорить о большей величине магнитного поля, которую удастся создать сегодня... Однако для общей оценки энергии (по порядку величины), по мнению автора, расчет вполне приемлем. Уверяю Вас, погрешности несущественны!

 Eэм=QU/2=QBLV/2

Q=9,63х104NМ/m

где L- длина проводника, в нашем случае она равна радиусу R диска; V- линейная (усредненная) скорость движения проводника, примем ее wR/2 (на оси линейная скорость равна нулю, на периферии максимальна).

Eэм=9,63*104 *NBwR2М/(4m)

Так как В принимаем для расчетов 1 Тесла, N=1, то для железа m=0,056 кг расчетная формула примет вид

Eэм=43*104 *wR2М    коэффициент, угловая скорость, радиус в квадрате, масса.

Сравним показатели для каких-нибудь устройств, для начала, например, для стабилизатора напряжения.

Пример 1. Пусть конденсатор емкостью 10 000 мкФ работает при напряжении 10 В, масса его 0,1 кг. Накопленная электрическая энергия 0,5 Дж. (Отметим, что это электролитические конденсаторы, которые не могут работать на переменном напряжении, но которые имеют огромную емкость).

       Для диска массой 0,1 кг радиусом 4 см, вращающегося со скоростью 3000 об/мин (w=314 рад/с), запасенная механическая энергия составит 3,9 Дж.

Для того же диска массой 0,1 кг радиусом 4 см, вращающегося со скоростью 3000 об/мин (w=314 рад/с) при наложении магнитного поля 1 Тл запасенная электродинамическая энергия составит 21 000 Дж. Именно потому, что цифры ошеломляют!, автор и заявлял, что усреднение параметров не столь существенно при расчете. Можно уменьшить результат в сто раз (в тысячу!), но от этого он не станет менее поразительным.

Пример 2. Для лампы-вспышки, например, или высоковольтных выпрямителей используют электролитические конденсаторы емкостью порядка 500 мкФ на напряжение 300 Вольт. Масса подобных конденсаторов побольше: 300…400 грамм. (Старые добрые советские конденсаторы! Сейчас поменьше...) Запасенная электрическая энергия 22,5 Дж.

        Для диска массой 400 грамм, вращающегося с прежней скоростью (w=314 рад/с), при радиусе 0,05 м запасенная механическая энергия составит 24,6 Дж.

Для диска, вращающегося в поле 1 Тесла  с угловой скоростью 314 рад/с, имеющего массу 0,4 кг и радиус 0,05 м, запасенная электродинамическая энергия составит 135 000 Дж!

Прибор мощностью 100 Вт сможет работать от накопителя при исчезновении напряжения еще 1350 секунд=22 минуты!

Пример 3. Для импульсных конденсаторов емкостью 5 мкФ, рассчитанных на напряжение 25000 В, запасенная электрическая энергия составит 1560 Дж,  вес подобных конденсаторов порядка 30 кг (с корпусом и мощнейшими токоподводами!).  Такой конденсатор для научных   экспериментальных целей в 80-е годы стоил 20 000 старых добрых...(Автор их изготавливал).

Для устройства весом 30 кг, вращающегося с прежней угловой скоростью 314 рад/с при радиусе  в 30 см запасенная механическая энергия составит 66 552 Дж.

Электродинамическая энергия, запасенная в диске массой 30 кг при радиусе в 30 см при наложении поля с магнитной индукцией 1 Тесла и угловой скорости вращения 314 рад/с, составит 3,64 х 108Дж!!!!!!!!!!! Лучше записать так 364 000 000 Дж!

В 200 000 раз больше, чем конденсатор на 1500 Дж! Смело можно бросаться погрешностями при расчете! 200 000 штук х 20 000 руб= 4 000 000 000 рублей! Лучше так: 4 миллиарда рублей! На один старый рубль можно было купить 5 буханок хлеба, на доллар -3. Поэтому - 6 миллиардов долларов. Болванка, вращающаяся в магнитном поле, запасает  энергию, которую запасают конденсаторы стоимостью 6 млрд. $! 48 миллиардов гривен (до смуты)!

     Если взять электролитические конденсаторы 22,5 Дж для вспышки по 30 грн. за штуку, то

364 000 000 : 22,5= 16 177 778 штук по 30 грн.= 485 333 340 грн. Но это электролитические конденсаторы! Утечки и пробои у них неизбежны, потому что диэлектрик - это тончайший слой оксида на обкладке, и из 16 000 000 штук, включенных ПАРАЛЛЕЛЬНО, хоть в одном, да и произойдет неприятность (утечка, пробой) - и вся конструкция насмарку. Стоимость бумажнопленочных конденсаторов равной энергоемкости, которые реально можно использовать для накопления и хранения таких энергий, будет раз в двадцать больше, то есть 10 млрд. грн.

Запасенная энергия электродинамического конденсатора  в 4800 раз больше, чем у маховика! Можно пренебречь погрешностями. 

Аккумулятор на 12 Вольт на 60 Ампер-часов весит где-то 30 кг и запасет энергию

12В *60 А*3600 сек=2 582 000 Дж. Сравниваем   с ЭДК   364 000 000 Дж

 ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР - это 140 аккумулятора!!!

Стоимость аккумулятора пусть 500 грн. 140 аккумуляторов - 70000 грн. 

Восемь электродинамических конденсаторов по 30 кг эквивалентны 1000 штук аккумуляторов. Восемь электродинамических конденсаторов будут весить 240 кг. 1000 аккумуляторов будут весить 30 000 кг! Как редкая птица долетит до середины Днепра, так и редкая машина сможет столько утянуть!

      Квартира расточительных хозяев, тратящих ежесекундно круглые сутки 1000 Вт энергии, сможет автономно существовать на таком аккумуляторе 364 000 сек.=101,1 часа=4,2 суток! 1000 Вт - это мопед, четверо суток непрерывной езды.

       Теплота сгорания бензина высшего качества 44 100 000 Дж на кг.  Следовательно, запасенная энергия конденсатора равна около 9 кг бензина. Только вот ведь счастье-то какое, коэффициент полезного действия тепловых машин едва-едва 30% (не надо кокетничать- меньше! Это нам производители говорят. Поэтому 23-25% от силы, а с учетом погоды, с учетом разницы температур, с учетом плохой регулировки двигателя, отвратительного качества бензина, бестолковщины - 10%). То есть один электродинамический аккумулятор весом в 30 кг заменит практически 90 кг бензина!  Паровоз 5% КПД, лампа накаливания 3%, турбина от силы 40%...

      И никто не будет на автозаправочных станциях заряжать конденсатор. Колесо на соревнованиях меняют за десяток секунд! На станциях будут менять конденсаторы на другие, заправленные на 100%, 50%, 30%. Унифицированные по размерам и токосъемам. И норма замены будет - минута!

Автор взял для примера электродинамический аккумулятор 30 кг, потому что это максимально и оптимально простой, элегантный, решаемый сегодня спокойно вариант-экземпляр! Большие конденсаторы, или более высокоскоростные, конечно же, эффективней! Но как великолепно сказал философ Юм: красивое - это небольшое и изящное!

      3000 об/мин (314 рад/с) - это отнюдь не рекорд в скорости вращения. Современные ультрацентрифуги, работающие на пределе прочности материалов, могут давать скорости вращения в сотни раз большие!

          Устройство, например, массой 10 кг и радиусом 10 см при скорости вращения 100 000 об/мин. (w=10 471 с-1) запасет механическую энергию 2 740 000 Дж! Этой запасенной механической энергии достаточно, чтобы вскипятить 6,52 литра воды. Не мгновенно!

        Электродинамический конденсатор при тех же параметрах  запасет электродинамическую энергию 4,46х108 Дж. Опять  запишем в строку (приятно) 446 000 000 Дж. Этой энергии будет достаточно, чтобы практически мгновенно вскипятить более 1000 литров воды!  (Следовательно, для меньшего количества воды произойдет взрыв! Взорвется, даже если мы электроды поместим в  Тихий океан, потому что тепло не успеет отойти от зоны нагрева).

Коль скоро от механических накопителей невозможно мгновенно отобрать энергию (по крайней мере, без разрушения их), то насколько превосходяще выглядят электродинамические конденсаторы, способные накопить электрическую энергию, а затем отдать ее без всякого разрушения конструкции.

Рассмотрим на примере вращающегося в магнитном поле диска реализацию такого накопителя. (Вспомним, чтобы поднять напряжение надо или снизить обороты, или уменьшить магнитное поле).

     Диск располагается в зазоре между полюсами магнита перпендикулярно силовым линиям. Рабочая часть диска разделена на две части диэлектриком. Таким образом, есть внешнее проводящее кольцо и внутреннее. Перед запуском оба кольца замыкаются с помощью, например, центробежного размыкателя, который находится на самом роторе и в поле. По мере разгона диска происходит разделение зарядов, электроны перетекают по контактам центробежного размыкателя. При достижении расчетной скорости вращения размыкатель разъединяет проводящие кольца. На внешнее и внутреннее кольца наложены скользящие контакты для снятия напряжения на нагрузку, например, разрядный контур электрогидравлической установки (подобный контур представляет собой воздушный разрядник и разрядник в жидкости: пока не произойдет пробой воздушного разрядника ток в цепи не идет). В определенный момент оператор снимает магнитное поле. Напряжение на кольцах диска резко повышается, происходит пробой воздушного разрядника, и вся электрическая энергия, накопленная в диске, сбрасывается в цепь. Снять мгновенно магнитное поле невозможно, индуктивность цепей будет тому помехой. Поэтому нарастание напряжения на кольцах будет пропорционально скорости сброса магнитного поля. Использование малоиндуктивных магнитных систем по этой причине будет предпочтительно. Если сброс поля произойдет за 0,1 секунды (а это заведомо много, можно "нежно" разрядить и за десяток микросекунд, то есть за 10-5сек.), то для рассмотренного примера в 4,46х108 Дж мощность выброса составит 4,46х109Вт (а в максимуме и 4,46х1013 Вт!).

      Тот же самый принцип возможен при сбросе энергии в сеть постоянного тока. При понижении напряжения в сети, следящая система уменьшает магнитное поле, что повышает напряжение на выходе накопителя энергии, происходит перекачка энергии накопителя в сеть. Затем от первичного двигателя (или в моменты повышения напряжения в сети от самой сети) диск опять накапливает энергию. Система заряжена и ждет очередного провала напряжения.

      Крайне интересным представляется применение электродинамических конденсаторов (униполярных машин с диэлектриком между частями) в цепях переменного тока. Автор хочет обратить внимание читателей на поразительный факт: униполярный генератор создает невиданные заряды, заряды такой величины, которые никакими другими способами нельзя создать даже на короткое время. Подобное устройство является конденсатором фантастической емкости. Поэтому и токи громадные.

      Пусть мы разогнали диск с диэлектриком между обкладками в магнитном поле. Ставится задача включить генератор на работу в параллель с сетью переменного тока частотой 50 Гц. Так как используется повсеместно трехфазная система, то и  самостоятельных дисков-генераторов необходимо иметь три.

      Для этого необходимо, чтобы диск вращался (с помощью внешнего двигателя) в магнитном поле, изменяющемся с частотой сети. Начнем анализ с момента включения магнитного поля. Токосъемы конденсатора  подключены на внешнюю цепь, связь между внутренней и внешней обкладкой разорвана, они не имеют зарядов, ток естественно, не идет.

       Включили магнитное поле. Оно стремится вытолкнуть электроны во внешнюю цепь. По этой цепи они возвращаются на противоположную обкладку. На обкладках (кольцах) появляются заряды.  В следующий полупериод магнитное поле меняет знак, и конденсатор стремится перезарядиться, а так как кольца на диске не имеют электрической связи, то он перезаряжается через внешнюю цепь. Переходной процесс должен закончиться тем быстрее, чем меньше реактивное сопротивление цепи. Причем устройство позволяет корректировать каждую фазу в отдельности. Устранение перекосов фаз - важная задача.

Если частота изменения магнитного поля будет немного опережать по фазе частоту тока в сети, то подобное устройство будет работать как генератор. При совпадении фаз это будет обыкновенный конденсатор, но огромной емкости. При отставании фазы поля от фазы сети устройство перейдет в двигательный режим, будет поглощать энергию из сети.

      Тот, кто знаком с энергетикой, понимает, как важно увеличить косинус угла между напряжением и током. Для этой цели предусматривается включение  в сеть электрических емкостей, так называемых косинусных конденсаторов.

      Чисто ради любопытства рассчитаем емкость, которую необходимо создать, чтобы обеспечить запас такой же энергии, как и в электродинамическом конденсаторе (например, 4х108 Дж)   Eэл=СU2/2,  С=2Е/U2

При рабочем напряжении конденсаторов 380 В емкость составит 5500Фарад!!! Это НЕВЕРОЯТНО! И даже при напряжении 6000 В емкость понадобится 21 Фарада (только не надо забывать, что на такое напряжение конденсаторы должны быть высоковольтными, которые имеют отнюдь не окислы между электродами, а многослойные прокладки из лучших изоляторов). Чтобы создать подобный склад применяемых сегодня для этих целей электрических емкостей понадобится очень приличное здание.

          Возможность накапливать огромные заряды при малых габаритах делают подобные устройства уникальными.

Электродинамические накопители энергии не имеют себе равных! Даже занизив расчетные параметры подобных устройств в десятки и сотни раз (в тысячи!), нельзя и близко сравнить с ними существующие емкостные, индуктивные, аккумуляторные или механические накопители энергии.

        Автор рассматривал в качестве примера отнюдь не идеальную конструкцию униполярного генератора. В БСЭ, т. 26, М., "Советская Энциклопедия", с. 619 приводится конструкция, гораздо лучшая: якорь - это не диск, а цилиндр, магнитное поле входит в боковую поверхность цилиндра, и токосъем осуществляется не с оси и периферии, а также с боковой поверхности цилиндра, где линейная скорость максимальна. Введение диэлектрика между частями цилиндра, несущими противоположные заряды, практически не повлияет на механическую прочность конструкции. Диэлектрик разделяет ротор и может входить в глубокие пазы ротора "пальцами" как на передаточных муфтах.

1 — обмотки возбуждения; 2 — токосъёмное устройство; 3 — статор; 4 — якорь; 5 — ось вращения вала генератора; 6 — внешняя нагрузка, или сеть; 7 — силовые линии магнитного поля катушек возбуждения; 8 - диэлектрик.

           Рассмотренные устройства можно назвать малыми лабораторными установками. При переходе к промышленным многотонным гигантам трудно даже представить, какой величины энергию удастся накопить. То, что она будет колоссальна - это точно. А величина ее напрямую зависит от тех средств, которые может потратить та или иная страна на создание конкретного устройства, его массы, скорости вращения, величины магнитного поля.

   Инерционность электродинамического конденсатора (униполярной машины) фантастическая. То есть запасенная энергия в простой металлической болванке, вращающейся в магнитном поле становится так велика, что  накопители энергии могут вращаться годами! Причем необязательно снимать с нее энергию именно в виде электричества, необязательны щетки, необязательно диэлектрическое разделение зарядов. Заряды разделились при движении в магнитном поле? При торможении ротора они должны соединиться? Но ток в магнитном поле будет опять ускорять  ротор (препятствовать торможению)!  Можно к вращающейся болванке цеплять какие угодно преобразователи: генераторы, шестерни, передачи...

       Поэтому и приближение к идеальной конструкции электродинамического накопителя энергии будет выглядеть как максимальное удлинение ротора (беря за лучшую конструкцию Энциклопедическую), малый радиус ротора, малую молекулярную массу материала проводника ротора (конечно же, при максимально возможной валентности), огромные обороты, максимальные поля двух катушек или десяти постоянных магнитов (сотни!)... И все!!! Болванка, вращающаяся в постоянном магнитном поле!!! После разделения зарядов она будет хранить эту энергию (огромную!) и отдавать  по первому требованию! Лишь бы оставалось магнитное поле... А современные постоянные редкоземельные магниты - это вещь! Постоянные магниты предпочтительны потому, что магнитное поле нельзя отключать! Иначе произойдет перетекание зарядов внутри ротора и бесполезный нагрев. Отключение катушек возбуждения помешало открыть новые свойства униполярных генераторов. Хотя все отмечали большой нагрев! А разговоров было... Пока умные люди не проверили досконально каждый Джоуль энергии, подведенный к установке, и каждый Джоуль выделенной энергии.

        Тем, кто начинает строить электродинамический конденсатор, Автор рекомендует проверить (испытать) различные проводники для накопителя. Это могут быть и сплавы и чистые металлы. Но, оказывается, из-за особого перекрывания валентных зон в металле могут и дырки быть носителями зарядов! Так что не только валентность, на вскид определенная из таблицы Менделеева, будет важна, но и совершенно неясные частные свойства образца (даже добавки в сплав).

          На заметку воякам, которые ищут "прикладное" применение  подобным находкам: можно смело начинать создавать электродинамическую бомбу. При реальных магнитных полях и скоростях роторов мгновенное высвобождение такой энергии очень изумит потенциальных противников. Тем более, что можно ожидать мощный всплеск электромагнитного поля, что выведет из строя всю электронику. Ахнет так, что, мама, не горюй! Кстати, теплота сгорания динамита всего 5 400 000 Дж на кг (конденсатор эквивалентен 64 кг динамита). Скорость детонации (скорость звука) никогда не превысит скорость соединения зарядов (скорость света), поэтому по мощности (скорости выделения энергии) даже и сравнивать стыдно. Из бункера глубоко под землей через перископ наблюдать - электронные камеры выйдут из строя.

     И это не жалкая электромагнитная бомба, когда взрывом сминают соленоид с током и получают всплеск поля. Запас энергии и электрического заряда в электродинамической бомбе таковы, что и думать о последствиях страшновато...Только пусть конденсатор будет, как и атомная бомба, у всех! Чтобы не было разночтений и соблазна...Во избежание...

Создавать любые вращающиеся конструкции (гироскопы, маховики, двигатели), прочность которых зависит не столько от материала, сколько от электродинамических сил, возникающих при движении проводников в магнитном поле. Увеличить скорость, уменьшить габариты, миниатюризировать устройства.

Избавиться от необходимости транспортировки энергии по проводам. Вы можете себе представить бред: приезжает человек, сдает чемодан "ЭНЕРГИЯ НА НЕДЕЛЮ НА ФИРМУ", через минуту отсылают деньги на счет, он запускает систему... Учет и контроль полный! Столбов, проводов, отчуждения земли НЕТ!

Дать энергетическое изобилие полярным станциям, самолетам, космическим кораблям, селениям, зимовьям, экспедициям!

При переходе к электродинамическому хранению энергии неизбежен качественный скачок в энергетике.

Те перспективы, которые открывает применение предлагаемых автором электродинамических конденсаторов энергии (униполярных генераторов, изобретенных Фарадеем), с лихвой перекрывают их недостатки (да и есть ли они?). Они делают невозможное возможным!

                             БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!

                         Автор кланяется и уходит со сцены...

      Раздаются неорганизованные аплодисменты, плавно переходящие в овацию...

Электроадсорбция - энергия атмосферы

on Saturday, 14 March 2009 10:38.

Известно, что в газовой среде на поверхности твердого тела образуется тончайший слой уплотненного газа.

Вокруг заряженных проводников также образуется газовая подушка.

Атмосферные газы (в основном азот и кислород) в электрическом поле поляризуются и втягиваются в область поля с большим градиентом.

Космические перспективы (магнитный парус)

on Wednesday, 15 October 2008 07:32.

Сегодня возможно создание космического паруса, принимающего практически все виды солнечного излучения. Это позволит в считанные дни добраться до самых отдаленных планет Солнечной системы без трат энергии и бортового вещества.

Автор в статье  ссылается только на известные и проверенные данные. Причем, заведомо занижая эффект. Рекордные результаты (достижимые!) ошеломляют!.

Проблема использования солнечного излучения для создания тяги, например, космического корабля стоит давно, решается очень медленно и перспектив радужных не дает.

 

О принципиальной возможности создания вакцины против рака

on Sunday, 08 June 2008 12:04.


     Дженнер лишил человечества страха перед оспой. Не каждый год среди многомиллиардного населения фиксируются отдельные случаи заболевания. В некоторых странах уже решили даже отказываться от обязательных противооспенных прививок. Смертельно опасное заболевание оазалось бессильным перед вакцинами.

Космический парус (радиометрический)

on Saturday, 14 June 2008 10:32.

Есть некоторые эффекты, которые выглядят досадной помехой, побочным эффектом на фоне желаемого результата. На то, чтобы избавиться от этих эффектов, тратится уйма времени, эксперимент доводится до такой степени совершенства, что приходится применять как самую современную технику, так и искусство экспериментатора. Так Лебедев, измеряя давление света, был вынужден бороться на грани возможного с радиометрическими силами, которые начисто затмевали результат.