Транспорт на электрической подвеске

on 06 July 2012.

 

По глубокому убеждению автора все силы в природе есть электрические. Причем это и доказывать как-то неловко. Только древние умели доказать без доказательств. Довод был один: смотри!

Автор ставит задачу показать реальную возможность использования электрических сил на транспорте и в других возможных устройствах.

Сила взаимодействия двух зарядов:

F=qq/(4πee0r2)

Где q- величины зарядов,

ee0- абсолютная диэлектрическая проницаемость среды

e0- диэлектрическая проницаемость вакуума,

e -относительная диэлектрическая проницаемость; она показывает, во сколько раз взаимодействие между зарядами в безграничной однородной среде меньше, чем в вакууме,

r- расстояние между точечными зарядами.

 

 

Численное значение

e0=1/(4πх9х109)=8,85х10-12 Ф/м

Так как диэлектрическая проницаемость воздуха практически 1 (1,00026), то

F=qq/(4πee0r2)=9х109х qq/ r2

 

 

 

При величине зарядов в 1 Кулон сила взаимодействия их на расстоянии 1 метр будет 9х109 Ньютон. Лучше записать так 9 000 000 000 Ньютон.

Или словами: девять миллиардов Ньютон.

Электролитические конденсаторы накапливают приличные заряды, например, при емкости 10000 мкФ и напряжении 200 Вольт Q=CU=10000х10-6х200 =2 Кулона. А поля  снаружи конденсатора никакого нет. Все поле сосредоточено между обкладками. И ничего, то сеть совершенно ничего! Никаких внешних проявлений.

Атом тоже нейтрален. Хотя на первой орбите напряженность электрического поля порядка 1010В/м.

И электрические диполи нейтральны. И на большом расстоянии от диполей поля никакого нет. На большом расстоянии! А в непосредственной близости диполи взаимодействуют друг с другом, с зарядами, с полями (втягиваются в область с большим градиентом поля).

Именно в этом пункте есть, по мнению автора, очень интересный момент.

Итак. Диполи маленькие. На малых расстояниях от диполя поля достаточно сильны, практически, как у свободных зарядов. При увеличении расстояния, при удалении от диполя поле резко (обратно  расстоянию в третьей степени) падает. Если бы диполь был больше, длиннее и с большими зарядами, то поле падало бы также, но расстояния, на которых ощущалось бы  его  действие, было бы больше.

Е=р (1+ 3cosa)1/2/(4πee0r3)

Где р-электрический момент диполя, p=QL

r- модуль радиуса вектора, проведенного от центра диполя к точке, в которой нас интересует напряженность,

a- угол между радиус вектором r и плечом диполя L.

Поле в точке, лежащей на перпендикуляре к плечу диполя, восставленном из его середины :

Е=р/(4πee0r3)

Поле на оси диполя, когда a=0

ПоэтомуЕ=р/(2πee0r3)

Это не шутки – в два раза больше, чем между зарядами диполя! При миллиардах Ньютон!

А вы знаете, какой величины заряды создаются в униполярной машине?

В простейшем виде такая машина представляет собой диск, вращающийся в магнитном поле. Движение проводника поперек силовых линий магнитного поля и возникновение ЭДС - вот явление которое реализуется. На диске между осью и периферией возникает разница потенциалов.

Исходя из самых общих соображений оценим заряды, возникающие на оси и периферии медного диска весом в 1 кг, вращающегося в магнитном поле В=1 Тл, со скоростью 3000 об./мин. (314 рад/с). Молекулярная масса меди 0,064 кг, величина заряда электрона 1,6х10-19 Кулона. Валентность пусть будет 1. Количество молей в килограмме меди 1/0,064=15,625

Тогда заряд на периферии (и на оси), если сместились все электроны

Q=6,02х1023х1,6х10-19х15,625=150,5х104=1 505 000 Кулон

И это при том, что разница напряжений между осью и периферией в зависимости от диаметра диска и скорости  всего 1-10 Вольт!

Конечно, не все электроны сместятся к периферии, они как-то размажутся по всему диску, на ободе их будет побольше, посередине поменьше. Да, пусть так! Уменьшим реальный объемный заряд на краю диска в 1000 раз.  Пусть будет не 1 505 000 Кулон, а только 1500.

А почему нет никаких внешних проявлений таких громадных зарядов?

А потому, что все поле сосредоточено внутри диска. Положительный и отрицательный заряд взаимодействуют через проводник значительно лучше, чем через воздух или вакуум. Проводники проводят электрическое поле, причем проводят идеально. Ток испытывает сопротивление в проводниках, электрическое поле - нет!

При расстоянии до точки измерения, равном плечу диполя, эта формула превращается в формулу напряженности единичного заряда.

И становится ясно: необходимо очень значительно увеличить электрический момент диполя, чтобы получить серьезную напряженность в макропространствах.

Где мы можем зафиксировать у электролитических конденсаторов  поле?  
 На расстоянии 10-8 …10-7 метра.

Где мы можем зафиксировать поле у бумажнопленочных конденсаторов (изолятор 100 мкм). Вот именно на таком расстоянии. И все! Затухание поля колоссально. Кроме того, ведь и заряд обкладок размазан по всей площади обкладок, то есть заряд поверхности,  у которой будет произведено измерение электрического поля микродатчиком, будет очень мал.

Увеличение заряда в микромире невозможно. В макромире – сколь угодно.

Увеличить значительно плечо в микромире невозможно. В макромире - сколь угодно.

Только не надо заниматься самообманом – если растащить протон и электрон на расстояние 10 миллиардов световых лет, то толку от этого не будет, не будет электрический момент такого диполя  велик. Точнее будет сказать, что его вообще не будет. Там где-то, в микропространствах, умирает все взаимодействие микрозарядов.

Итак, поставим задачу. Каким способом создать приличные (Кулоны и сотни Кулонов заряды) в макропространстве.? Причем заряды должны находиться на макрорастояниях – десятки сантиметров?

Конденсаторы не подходят – малы расстояния между обкладками, малы диполи. Хотя заряды вполне приличны.

У электролитических конденсаторов слоем диэлектрика является слой оксида на одном электроде. Это практически атомное расстояние  10-8 см=10-10 м. Обкладки можно рассматривать как ряд (множество) диполей, сориентированных согласно. Обкладки намотаны рулоном, поля от соседних слоев взаимопогашаются. Поля снаружи нет.

Есть бумажные, пленочные, бумажно-пленочные конденсаторы. Изолятор имеет толщину десятки и сотни микрон 100х10-6 м=10-4 м=0,1 мм. Пара обкладок с изолятором намотаны рулоном. Поля  снаружи нет.

До сих пор только магниты демонстрировали нам всевозможные устройства для притяжения (например, магнитные краны) или подвески (например, транспорт на магнитной подвеске). Электрические заряды, считалось, не могут сохраняться долго, потому что подразумевается, что для создания сколь ни будь существенных зарядов необходимо создавать высокое напряжение. Расческа, натертая о шерсть, или янтарь, или стекло, притягивают, конечно, несколько грамм бумаги или пыли. Но это слишком мало. Кроме того, по прошествии самого малого времени заряды нейтрализуются.

И только униполярные машины демонстрируют нам огромные, колоссальные заряды, причем хранящиеся при очень низком напряжении.

Два диска, вращающихся в магнитных полях (это самая простая конструкция для реализации), будут на близких расстояния отталкиваться друг от друга  с огромной силой. «Близкие расстояния» - это характерный размер диполя-диска - при радиусе диска десять сантиметров и расстояние взаимодействия будет таково. Затем, по мере увеличения расстояния – резкий спад взаимодействия

Однако есть очень неприятный момент – перетекание зарядов через проводник при взаимодействии двух дисков. Поясним. Два сближающихся равноименных заряда (на периферии дисков, например, скапливаются электроны при выбранном направлении вращения в магнитном поле) стремятся растолкнуться и перетечь через диски на противоположную сторону. Диски-то проводящие! А это оголит нескомпенсированный положительный заряд в центре диска и резко изменит взаимодействие.

Но есть и способ борьбы с этим перетеканием.

Диски необходимо изготовлять из двух частей: внешней (периферийной) и внутренней (осевой). Причем диски разъединены диэлектриком.  Внешняя и внутренняя часть соединяется перемычкой только в момент разгона. После раскрутки дисков в магнитном поле и образованию зарядов (образовался такой диполь - ось заряжена положительно, периферия – отрицательно) размыкается связь между осью и периферией. Кроме того диски необходимо секционировать, то есть внешняя часть диска должна быть разбита на сегменты, которые тоже диэлектрически изолированы друг от друга. Теперь зарядам некуда деться. Перетекание запрещено.

Магнитное поле снимать нельзя ни в коем случае! Разделение зарядов происходит из-за Лоренцевской силы -движение проводника (или заряда) в магнитном поле. Но как только упадет поле или замедлится диск, то напряжение резко возрастет!

Идеально было бы размещать такие диски один над другим – тогда эффект будет максимальный. Готовая электрическая подвеска! Подшипник, например, ротор гироскопа, маховика.

Автор рассматривал отнюдь не идеальную конструкцию униполярной машины. В Энциклопедии приводится гораздо лучшая:

 

 

 

1 — обмотки возбуждения; 2 — токосъёмное устройство; 3 — статор; 4 — якорь; 5 — ось вращения вала генератора; 6 — внешняя нагрузка; 7 — силовые линии магнитного поля катушек возбуждения; 8- диэлектрик. Чёрточкой и крестиком обозначены направления тока в катушках (на читателя и от него). Диэлектрик может входить пальцами в ротор, как передаточная муфта.

Нагрузку (6) можно выбросить (или использовать ее в качестве перемычки в момент заряда диполя). Между щетками на роторе необходим изолятор-диэлектрик (что, конечно, ослабит конструкцию – но нам ведь не гвозди ей забивать?).

Обратите внимание: торцы ведь тоже приобретут заряд!

Итак, чего можно ожидать от униполярной машины в таком использовании.

Создание макродиполя, диполя такой величины, что в непосредственной близости от него  будет наблюдаться поле, позволяющее уверенно воздействовать на другие заряды и диполи. (Неважно, как быстро будет спадать поле: в зависимости от куба расстояния или от седьмой степени. Униполярная машина как диполь – это не просто два заряда, разделенные диэлектриком. Процессы намного сложнее.). Это будет новый инструмент воздействия, новое влияние. А будет ли это транспорт или инструмент мы решим потом, для каждого случая в отдельности.

Предположим, мы разместили ряд таких цилиндрических униполярных машин на дорогу (много, очень много!). Сверху, на тележке (локомотиве) установили один-два цилиндра. Зарядили, добились зависания над поверхностью. Тяговым двигателем придали движение. Трения нет, расход энергии минимален.

Вывод.

Мы можем создать заряды колоссальной величины. Мы может сделать так, что не будет высокого напряжения, пробоев, ионизации воздуха.

Мы можем хранить эти заряды сколь угодно долго.

И мы можем использовать накопленные заряды! This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.