Энергия течений и приливов (электростатический преобразователь)

on 25 September 2012.

Поразительные опыты мы встречаем в Занимательной физике. Причем неважно, каких годов книга, неважно, в какой стране выпущена. Эти опыты кочуют из книги в книгу, из издания в издание. Создается впечатление, что эти опыты или были произведены на заре цивилизации и ведут к каким-то истокам древних знаний, или опыты так поражают авторов, что они считают своим долгом их непременно привести в своих работах. Быть может, это есть что-то основополагающее, пропущенный туннель, неиспользованная возможность,  кричащая необходимость, потребность реализации.

Один из таких опытов из детской книги по физике всегда ошеломлял автора.

Автор предлагает вместе с ним убедиться, что это потрясающая тема.

Итак.

Струя воды, к которой мы подносим наэлектризованную палочку.Палочка может быть из натертого о шерсть (шелк) эбонита, янтаря, стекла, наконец.

 

Реквизит минимальный, воспроизведение возможно, даже если нет рядом одной из указанных принадлежностей.

Нет шерсти или шелка, можно использовать другую ткань, в крайнем случае, волосы. Нет крана с водой – можно сливать воду из стакана.

Результат опыта: струя отклоняется!

Сколько раз мы подносили в детстве расческу к клочкам бумаги. Клочки притягиваются! Сколько людей носили синтетику на себе (носки, рубашки) и проклинали тот день, когда они их купили. Сколько раз мы снимали свитер и видели, как возникают искры. Эти опыты не убеждают, оставляют равнодушными.

Но отклоненная струя воды впечатляет!

Когда-то Иоффе, знаменитый советский физик, был страстно увлечен именно электростатическими генераторами энергии. И даже родился анекдот: самая большая электростатическая станция может быть построена только в Китае. Миллиард китайцев в шелковых трусах должны скользить (слетать) по эбонитовому стержню.

Но когда видишь, что тяжелая струя воды отклоняется (притягивается) к заряженной палочке, то испытываешь изумление.

А теперь разбор полетов.

Мы можем управлять с помощью электростатического поля струей воды? Да! Оказывает струя точно такое же действие на заряд?Да! Мы можем увеличить струю воды? Да! Мы можем создавать кроме как натиранием электрические поля? Да! Мы можем без непосредственного касания (контакта) с водой управлять ею? Да! Мы можем без непосредственного контакта с водой извлечь энергии из потока?Да!Вот это действительно – ДА!

Попробуем сформулировать предварительный вывод.

Мы можем создавать мощные (сильные) электрические поля и можем управлять потоками воды. И вода оказывает аналогичное действие на заряженное тело. Вода может быть бегущей, как в реке, или  падающей, как в водопаде. Но управление (обмен энергией) будет происходить без непосредственного контакта с водой! Нет контактирующих турбин, колес, винтов. Что-то там придумаем, но прямой контакт необязателен! Мы можем извлекать энергию без непосредственного контакта!

Ясно, что вода под действием электрического поля поляризуется. Заряды, противоположные поднесенному, притянутся. Противоположно заряженные – оттолкнутся. Образуется диполь.  Но для диполя совсем не безразлично, какой заряд ближе! Ближние заряды притянутся сильнее! И потащат всю массу за собой. И чем больше поток (глубже, объемней, шире), тем больший будет эффект при одном и том же поднесенном заряде! Дальше разойдутся заряды диполей, поэтому они будут лучше реагировать с поднесенным зарядом!

Поэтому любое электрически нейтральное тело при поднесении заряда поляризуется и ПРИТЯГИВАЕТСЯ  к поднесенному заряду! Как клочки бумаги, как волосы, как струя воды!Кто сомневается, отсылаем к взаимодействию диполей, к взаимодействию диполей с зарядом. Теория развита, проверена, доказана.

Ясно, что надо (необходимо) избавляться от влияния среды, от непосредственного контакта с жидкостью. Ясно, что механика себя исчерпала. Нет ни одного устройства, которое бы нормально работало длительный срок, будучи погруженным в воду (особенно морскую). Это и отсутствие (невозможность) идеальной гидроизоляции, это и обрастание организмами, это и усиленная коррозия, это и электрохимические процессы…Невозможно! И с этим надо смириться!Только полностью изолированный механизм может работать длительное время в такой агрессивной среде как вода. Механизм должен работать в другой среде (воздух, газ), но контактировать с водой! Причем не непосредственно, а через поля!

Итак, как автор видит конструкцию преобразователь энергии течений и приливов. Эскизный вариант.

Это колесо с лопастями. Крепление к колесу лопастей электрически изолированное. Лопасти – проводники. Колесо  находится в непосредственной близости от воды. Колесо находится на вертикальном валу. Пока рассмотрим этот вариант. Вид сверху. 

 

 

 

 

1- набегающий поток. 2- колесо с лопастями и аппаратурой.  3- лопасти, подключенные к напряжению. 4 – лопасти без напряжения. 5- генератор, редуктор и пускорегулирующая аппаратура.  

Лопасти располагаются над поверхностью воды параллельно ей. Всегда будет работать только половина лопастей, вторая половина будет совершать холостой ход. Ничего страшного!

Механизм  действия таков.На лопасти рабочей части подаем высокое напряжение. Пусть разница потенциалом между лопастью и поверхностью воды 1000 000 Вольт (один миллион Вольт).  Расстояние от лопасти до воды пусть 0,5 метра. Это конденсатор. Емкость  его при площади 10 метров квадратных составит

С=eoeS/d

Гдеeoдиэлектрическая проницаемость вакуума, 8,85*10-12 Фарада/метр;

e - диэлектрическаяпроницаемостьсреды, (=1 для воздуха и =80 для воды!);

S- площадь конденсатора , м2 (10);

d- расстояние между лопастью и водой, м (0,5).

С=17,7*10-11 Фарад.

Накопленные заряды при напряжении 1000 000 Вольт: Q=CU       Q=17,7*10-5 Кулон=1,77*10-4 Кулон

Сила взаимодействия двух зарядов (заряд на лопастях и заряд, индуцированный на поверхности воды):

F=9*109*Q2/d2 

F=9*109 *(1,77*10-4)2/0,25=1120 Ньютон 

Это если все пространство между лопастью и реагирующей поверхностью  (водой) занято воздухом. Но заряд в воде объемный!

Это есть:

1.-множество ориентированных согласно диполей,

2.-свободные ионы и электроны.

Вывод: так считать нельзя!

Потому что емкость при диэлектрической проницаемости воды 80 возрастет пропорционально. Заряд возрастет пропорционально.

Мы сможем вращать  генератор. Не хватит силы – приблизим к воде или увеличим площадь лопастей.

Теперь о миллионе Вольт. Чтобы предотвратить стекание зарядов, лопасти необходимо покрыть тонким слоем хорошего диэлектрика (лак, краска, полимер). Необходимо при изготовлении лопастей (поверхностей, пластин!) избегать острых кромок. Очень бы хотелось всю конструкцию поместить в герметичный сосуд, наполненный газом, имеющим другие (лучшие) диэлектрические свойства, чем воздух. А это позволит еще приблизиться к поверхности воды. И даже опустить устройство в воду!

Кроме того, мы ведь можем и уменьшить и увеличить напряжение. Мы можем управлять процессом, изменяя напряжение!

С неработающих лопастей придется снимать заряды. Это траты. Желательно заряды оставлять, и только лишь подпитывать по мере утечки. Но тогда можно перейти к проверенной предками конструкции водяного колеса с горизонтальной осью.  

 

1- набегающий поток. 2- колесо с лопастями и аппаратурой. 3- верхние лопасти (подключенные или неподключенные). 4- нижние лопасти (подключенные). 5- генератор, редуктор, пускорегулирующая аппаратура. 6 –  емкость, не пропускающая воду.   

Конечно, лучше всего  конструкцию помещать в герметичный сосуд (ящик, емкость). И   опустить устройство в воду, тогда не только поверхностный слой жидкости будет работать, но в процесс вовлечется огромный объем окружающей среды. Поднимающиеся лопасти резко уменьшают взаимодействие с жидкостью, поэтому заряд с них можно не снимать. Лопасти установлены не поперек потока, а параллельно ему! Емкость возрастает в два раза – ведь теперь лопасть взаимодействует с жидкость с двух сторон. Взаимодействие с глубинными (пространственными, объемными) диполями возрастает. Размеры (обхем) сосуда, в который опускаются лопасти, минимальны. Лопасти это плоскости, а не винты!Десятки, сотни сосудов.

А какой величины (предположительно) должны быть лопасти?

Чем длиннее и уже, тем лучше. Чем больше лопастей, тем лучше.Если на лопасти, находящиеся  рядом, подавать разноименные заряды, то лучше.

А какой материал использовать для лопастей? Неужели только проводник?

Совсем не обязательно. Можно использовать и диэлектрик (изолятор) с напыленным проводником. Можно попробовать использовать диэлектрик с вкраплениями проводника. Возможностей для экспериментов и проб – миллион.

Это не просто новый преобразователь энергии, это и новый движитель. Это возможность создавать движущую силу и на воде и на суше. Индукция (наведение) зарядов на поверхности земли или воды позволит перемещаться совершенно новому виду транспорта. Действительно, создав движущийся внутри транспортного средства заряд, который наведет в земле или воде заряды противоположного знака, мы можем перемещаться! Да и в воздухе стоит попробовать. Причем сама фраза «движущийся заряд» означает не просто перемещающийся заряд с помощью механических устройств. Вполне возможно создать бегущее электрическое поле без механических деталей.

А сколько еще можно придумать измерительных приборов?

Для музея или кунсткамеры стоит создать маленький макет. На горизонтальном валу насадить шесть - семь пластмассовых спиц с металлическими пластинами на концах. И все это легкое, изящное, красивое как игрушка. Пусть в комплекте будет палочка для заряда, кусочек шерстяной ткани. Натерли палочку, зарядили по очереди каждую пластину. Установили рядом с падающей струей воды. Крутится? И пусть подумает тогда ребенок, как сделать лучше или умней. И уверяю Вас, он сделает это  лучше, чем Автор! This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.