Электростатический генератор что это такое

Первые способы получения электрических зарядов и электростатических полей заключались в трении разнородных материалов (меха, шерсти, шелка, кожи и других материалов о стекло, смолы, каучук и др.).

Электростатический генератор что это такое

Электростатические генераторы — устройство, принцип действия и применение

Электрический заряд — явление, когда два разноименных заряда одинаковой величины взаимно уничтожаются. Если два тела, в значительной мере заряженные противоположным электрическим зарядом, находятся на близком расстоянии друг от друга, то между ними проскакивает искра и слышен короткий треск.

Сила действия электрически заряженного тела на другое, заряд которого принимается за единицу, называется потенциалом. Разница потенциалов — напряжение.

Первые способы получения электрических зарядов и электростатических полей заключались в трении разнородных материалов (меха, шерсти, шелка, кожи и других материалов о стекло, смолы, каучук и др.). Напряжения и заряды при этом были крайне малы. Наведением и накоплением зарядов путем механического переноса удалось несколько повысить получаемые при этом напряжения.

В дальнейшем для получения высоких напряжений были созданы непрерывно действующие машины с вращающимися дисками, основанные на принципе электростатического наведения (индуцировании). Однако эти машины не давали возможности получить большие мощности и нашли применение главным образом как приборы в физических кабинетах учебных заведений.

Электризация тел и электростатическая индукция

Сообщение телу электрических зарядов называется электризацией. Описанный в статье Электризация тел и взаимодействие зарядов процесс образования положительного и отрицательного ионов дает представление о процессе электризации тел: он заключается в переносе электронов от одного тела к другому.

Таким образом, электрическй заряд тела определяется избытком или недостатком в теле электронов. Наэлектризовать тело можно разными способами, из них техническими являются трение, контактирование, наведение, перенос зарядов.

Обратный процесс — восстановление нейтрального состояния тела (нейтрализация) — заключается в сообщении ему недостающего числа электронов или удаление из него избыточного числа их.

При электризации трением, если ни одному из соприкасающихся при этом тел не сообщается извне добавочных зарядов, оба тела заряжаются одинаковым количеством электричества разных знаков. При соединении тел их заряды полностью нейтрализуются.

Таким образом, заряды не создаются и не уничтожаются, а только передаются от одного тела к другому. Это убеждает нас в существовании закона сохранения электрических зарядов, подобно закону сохранения энергии.

Статическое электричество — электрический заряд в состоянии покоя. Оно возникает в результате трения двух непроводников или непроводника и металла (например, приводные ремни электромоторов), но необязательно твердых тел.

Статическое электричество может возникнуть также в результате трения некоторых жидкостей или газов. У людей с очень сухой кожей образуются электрические заряды. При движении (трении волокон о кожу) в ткани возникает значительный статический электрический заряд, ткань прилипает к телу и мешает движениям.

Статическое электричество становится опасным в легковоспламеняющейся и взрывоопасной среде, где одна искра может зажечь всю массу. В таком случае надо своевременно отвести статический заряд в землю или воздух с помощью какого-либо металлического приспособления, электропроводность которого можно поднять увлажнением или облучением.

Электростатическая индукция — возникновение электрических зарядов на проводнике под влиянием других зарядов, находящихся возле проводника (электризация тела на расстоянии).

Под действием внешнего заряда на ближайшем конце проводника индуктируется (возникает) заряд, знак которого противоположен знаку действующего извне заряда, а на дальнем конце проводника — заряд того же знака. При этом оба индуктируемых заряда равны по величине, т. е. индукция вызывает только разделение зарядов на проводнике, но не изменяет общего заряда проводника (т. к. сумма индуктируемых зарядов равна нулю).

Величина индуктируемых зарядов и их расположение определяются из условия, что электростатическое поле внутри проводника должно отсутствовать. Поэтому индуктируемые заряды располагаются так, что создаваемое ими электрическое поле как раз уничтожает внутри проводника то поле, которое создается индуктирующим зарядом.

Пример электростатической индукции: в незаряженном электроскопе оба электрических заряда, положительный и отрицательный, находятся в равных количествах и поэтому электроскоп не наэлектризован.

Если к нему приблизить стеклянную палочку с положительным зарядом, то свободные электроны одновременно притянутся к ней, положительный заряд электроскопа одновременно отталкивается.

Отрицательный заряд концентрируется ближе к стеклянной палочке, связан с ней, тогда как положительный отталкивается и поэтому располагается на обратной стороне электроскопа — он свободен.

Теперь электроскоп наэлектризован. Однако это состояние не является продолжительным. Стоит удалить стеклянную палочку, как разделение заряда на положительный и отрицательный нарушается, нейтральное состояние электроскопа восстанавливается, и его листочки вернутся в исходное положение.

Электроскоп — устройство, с помощью которого можно установить, каким зарядом наэлектризовано тело. Он состоит из металлического стержня с шариком или пластинкой на верхнем конце и двух свободно свисающих металлических листочков в нижней части. Действие электроскопа основано на принципе: одноименно заряженные тела отталкиваются (Смотрите — Принцип действия электроскопа).

Электростатическая индукция — одна из причин возникновения молнии в природе,— самого мощного и опасного проявления атмосферного статического электричества.

Молния — это разряд атмосферного электричества между отдельными частями облака, отдельными облаками, облаком и Землей, от Земли к облаку. Другими словами, молнию можно определить как электрический ток короткой продолжительности, электрическую искру, выравнивающую электрические потенциалы.

Электростатический генератор Ван де Графа

Для научных и технических целей (например, в ядерной физике, радиобиологии, рентгенотерапии, для испытания материалов, дефектоскопии и пр.) необходимы устройства, позволяющие получать напряжения в несколько миллионов вольт.

Такими устройствами являются технически совершенные электростатические генераторы высокого постоянного напряжения. Наиболее известен из них генератор Ван де Граафа, который создал в 1829-м году американский физик Роберт Ван де Грааф (1901 — 1967).

Генератор Ван де Граафа (1933 год) напряжением на 7 мегавольт

Генератор представляет собой металлический полый шар, укрепленный на высокой пустотелой колонне из изолирующего материала. Размеры шара и высота колонны определяются пределом требуемого напряжения генератора (например, у генератора напряжением 5 МВ диаметр шара достигает 5 м). Внутри колонны движется бесконечная лента из изолирующего материала (шелка, резины), которая служит конвейером для передачи зарядов на сферу.

При движении вверх лента проходит в нижней части устройства мимо щетки соединенной с одним полюсом источника постоянного тока напряжением примерно 10000 В (в качестве этого источника может служить соответствующее выпрямительное устройство). В конструкции своих первых электростатических генераторов Ван де Грааф использовал устройство с электронной лампой.

Устройство электростатического генератора Ван де Граафа

С остриев этой щетки заряды стекают на ленту, переносящую их внутрь шара, а через вторую щетку они переходят на внешнюю поверхность шара. Для усиления процесса незаряженной части ленты, движущейся вниз, передаются заряды противоположного знака, с помощью щеток отводимые от заряжаемого шара.

Благодаря электростатической индукции на щетке появляется отрицательный заряд, который путем истечения передается опускающейся части ленты. Этот заряд затем передается щетке и заземленному нижнему шкиву, через которые отводится в землю.

При непрерывном движении ленты заряд шара увеличивается, пока не достигает заданного предельного значения, определяемого диаметром шара и расстоянием от него до другого электрода или до земли.

При непрерывном движении ленты заряд шара увеличивается, пока не достигает заданного предельного значения, определяемого диаметром шара и расстоянием от него до другого электрода или до земли.

Чтобы увеличить напряжение, устанавливают два таких устройства, в которых шары получают заряды противоположных знаков. Так, например, чтобы получить напряжение 10 МВ, применяют два генератора, заряжаемых относительно земли до +5 Мв и -5 МВ и устанавливаемых на таком расстоянии один от другого, чтобы была исключена возможность пробоя при напряжении, меньше заданного.

В настоящее время существует большое количество разнообразных моделей электростатических генераторов, в том числе повторяющих конструкции Ван де Граафа. Они используются как для физических экспериментов, так и в качестве атракциона для развлечений и демонстраций действия статического электричества.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Электростатический генератор своими руками

Принцип работы генератора статического электричества (ещё их называют электрофорные машины) заключается в том, что диски вращаются относительно друг друга в противоположные стороны и создают положительные и отрицательные заряды. При вращении дисков по мере накопления зарядов происходит разряд — молния между электродами.

Как это работает — теория

Вращение дисков с металлическими секторами приводит к переносу электрического заряда внутри машины, который хранится в конденсаторах до момента возникновения искры или заряда утечки.

Самые важные части в электрофорном агрегате – нейтрализаторы. Это две перемычки со щетками установленные крестом. Если хотя бы одну из четырех щеток отодвинуть от сегментов, машинка перестает работать. Хотя казалось бы диски вращаются, электризуются трением о воздух и значит электричество вырабатывается.

Нейтрализатор делает следующее: он перетаскивает заряд с одной половинки диска на другую и диск оказывается не просто заряжен, а заряжен избирательно — не по всей плоскости.

Другими словами, диск собирает заряды из воздуха, а нейтрализаторы их перераспределяют. Заряд снимается щеткой, движется по проводнику к противоположной щетке и в тот момент когда напротив сегмента появится сегмент второго диска — перескакивает на него.

Далее этот сегмент подходит к щетке второго нейтрализатора и процесс повторяется, но уже на другом диске. Таким образом происходит кругооборот зарядов между дисками в процессе которого воздух между сегментами ионизируется и разделяется. В результате накачки увеличивается напряжение, кроме того в машинке работает эффект раздвигания обкладок конденсатора, что также способствует увеличению напряжения.

Миниатюрное устройство по созданию таких безвредных молний (но не для микроэлектроники) легко сделать своими руками.

Данный электростатический генератор способен генерировать более 20000 Вольт, но малый ток делает его безопасным для использования без специальных мер предосторожности.

Характеристики устройства

  • Высота: около 140 мм
  • Ширина: приблизительно 120 мм
  • Питание: 3 В 0,3 А
  • Статический заряд: 20 кВ
  • Диаметр диска: 120 мм
Читайте также  Шкив генератора заз 968

Руками тут ничего крутить не нужно (как это было в прототипе позапрошлого века) — всё делают 2 электромотора. достаточно нажать на кнопку включения и подождать некоторое время до накопления заряда на электродах.

Материалы и компоненты

Необходимо будет для монтажа: паяльник и припой, отвертка и плоскогубцы. Два мотора от старых CD плееров и всякая крепёжная мелочёвка.

Генератор работает от двух батареек АА и способен создавать разряды длинной 2 см. Самое сложное тут — 120 мм диски. Их нужно изготовить по такому принципу: взять два лазерных диска от CD или DVD. Сегменты приклеить из алюминиевого скотча (25 секторов). Приклеить диски к моторчикам. Сделать щетки из алюминиевых полосок.

Если всё сделать и настроить как надо, то искра достигнет размеров около 20 мм, а разряд будет пробивать каждые 0,5 сек.

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Что бы затем, полученной статикой запустить генератор — хотя бы на 10 ватт, этой мощности статики не хватит. А что бы иметь сотню ватт генератор на выходе статики, в качестве нагрузки, диаметр статики дисков должен быть не один метр. К тому же — для согласования кило ваттных генераторов с статикой дисков, у генераторов должна быть исключительно — не стандартная технология. Я бы пошёл по пути — ИСПОЛЬЗОВАНИЯ готовых стандартных в промышленности генераторов из АД.

Другое дело; Взяв Предпочтительное, с целю использовать в технологии; При этом ещё и пытаться осознать написанное под схемой качера: http://uploads.ru/MmRfO.jpg и пробовать сие адаптировать под тут показанное, под ИНДУКЦИОНКУ, Моторы, роторы, турбины, ветряки, ВД, БТГ, самоходы колёс, маятников, авто Тесла, тогда окажется понятным и то, что 400 лет назад был САМОХОД тележек Леонардо Да Винчи. … — Подробнее об использовании СЕ можно продолжить и голосом в скайп : FILL1133

И крепёжные пластины и диски имеют значок молнии — высокого напряжения, и разметку для проводников именно электрофорной машины, а значит они изготовлены специально для этого промышленным способом. Итого: купили электрофорную машину, разобрали, собрали, и гордо рассказали, как легко собрать электрофорую машину из старых CD. Хоть раз попробуйте не пиздеть, а реально сделать что-то из подручных материалов.

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР

устройство, в к-ром высокое постоянное напряжение (до нескольких MB) создаётся при помощи механич. переноса электроста-тич. зарядов. Цикл работы Э. г. можно представить диаграммой (рис. 1). На нек-рую ёмкость C 1 , состоящую из подвижного и неподвижного электродов, при первичном напряжении U 1 . подаётся заряд q 1 = C 1 U 1 . (точка А на диаграмме). При переметении подвижного электрода ёмкость уменьшается, и при нек-ром значении C 2 потенциал возрастёт до U 2 =U 1 C 1 /C 2 . (точка В). При этом потенциале U2 движущийся электрод соединяется с высоковольтной системой, и при дальнейшем уменьшении ёмкости до величины C3 (точка D )высоковольтной системе отдаётся заряд (q1q2) = (C2-C3) U2. Затем подвижный электрод отсоединяется от высоковольтной системы и начинает перемещаться к неподвижному заземлённому электроду (при постоянном заряде q2 = C3U2); ёмкость растёт и при нек-ром значении C4 потенциал электрода уменьшится до U1 (точка E). В этот момент электрод соединяют с источником первичного напряжения U1, и при дальнейшем увеличении ёмкости заряд растёт; когда ёмкость достигнет первонач. величины C1, на электрод переходит заряд (q1 — q2)=(C1 -C4) U1. В результате такого цикла кол-во электричества (q1-q2 )переходит от первичной системы с потенциалом U1 квысоковольтной системе с потенциалом U2. Сила тока I = (q1-q2)/Dt, где Dt — время цикла (при холостом ходе и в отсутствие утечек, q1q2 = 0, напряжение высоковольтной системы определяется значениями мин. ёмкости C3 и Um = C1U1/C3). Энергия, получаемая высоковольтной системой, складывается из электрич. энергии, сообщаемой первичной (низковольтной) системой W1=(q1-q2)U1. (возбуждение), и механич. работы W=(q1-q2)(U2— U1), затрачиваемой при перемещении заряда. Если C2 >U1 и W>>W1, т. е. практически вся энергия получается за счёт затрачиваемой механич. работы.

Рис. 1. Диаграмма цикла работы электростатического генератора.

Существует много типов Э. г., отличающихся способом транспортировки зарядов: Э. г. с жёсткими роторами в виде цилиндров или дисков; Э. г. с гибкими лентами (генератор Ван-де-Граафа); Э. г. с пылевым или жидкостным транспортёром и др. В работе Э. г. существ. значение имеют электроизолирующие свойства среды. Первые конструкции Э. г. (30-е гг.) работали в открытом воздухе при обычном атм. давлении. Для уменьшения габаритов большинство совр. Э. г. работает в сжатом газе.

У Э. г. с диэлектрич. транспортёром нанесение и съём зарядов производятся непрерывно системой коронирую-щих острий или щёток (рис. 2). Переносимый транспортёром ток равен i =sbu, где s -поверхностная плотность зарядов; b — ширина транспортёра; u его линейная скорость.

Если у высоковольтного электрода на транспортёр наносятся заряды обратной полярности, то переносимый ток увеличивается в 2 раза. Плотность зарядов s ограничивается возникновением поверхностных разрядов и обычно составляет (3-4)·10 -9 Кл/см 2 , при этом переносимый ток i не превышает 1 мА.

Рис. 2. Схема генератора Ван-де-Граафа с диэлектрическим транспортёром зарядов: 1 — транспортёр; 2 -устройства для нанесения и съёма зарядов; 3- валы транспортёра; 4 — высоковольтный электрод.

У транспортёра с проводящими зарядоносителями заряды наносятся на их поверхность в поле индуктора (рис. 3) и передаются высоковольтному электроду дискретными порциями. Переносимый транспортёром ток равен i = qN, где q — заряд токоносителей; N- число зарядоносителей, касающихся высоковольтного электрода за 1 с. Пульсации напряжения генератора, вызываемые дискретным переносом зарядов, весьма малы. Транспортёр из цилиндров (пеллетрон) передаёт ток ок. 0,1 мА, транспортёр из стержней (ладдетрон) — 0,5 мА (при скорости перемещения носителей ок. 10 м/с). Возможно параллельное включение неск. транспортёров.

Рис. 3. Устройство транспортёра с проводящими за рядоносителями: 1 — шкив транспортёра: 2 -зарядо носители; 3 — изоляторы; 4 — индуктор.

Транспортёры с проводящими зарядоносителями более надёжны по сравнению с диэлектрическими, могут работать в чистых электроотрицат. газах и не загрязняют изолирующий газ пылью. В качестве газовой изоляции используют азот, углекислоту или их смеси, для увеличения эяектрич. прочности изоляции применяют также эле-газ SF 6 , фреон или их смесь с азотом и углекислотой.

Напряжение на выходе Э. г. пропорционально сопротивлению его нагрузки и току транспортёра (рис. 4). Регулировать и стабилизировать его можно, изменяя ток в цепи нагрузки (напр., при помощи коронирующего электрода; рис. 5) или плотность наносимых на транспортёр зарядов. В первом случае постоянная времени регулятора составляет неск. мс, во втором — десятые доли секунды. Диапазон напряжений, развиваемых Э. г., в зависимости от типа составляет от неск. десятков кВ до 10 мВ и более. Э. г. используются как непосредственно в виде источников высокого напряжения, когда не требуются значит. мощности, так и в сочетании с ускорит. трубками в электростатич. ускорителях заряж. частиц (ускорители прямого действия, инжекторы, предускорители для циклич. и линейных ускорителей и т. д.).

Рис. 4. Зависимость напряжения электростатического генератора от сопротивления нагрузки и тока, перено симого его транспортёром.

Рис. 5. Схема регулирования электростатического ге нератора с коронирующим электродом: 1— корони рующие острия; 2 — изолятор; 3- регулирующий триод; 4- высоковольтный электрод генератора; 5 — сосуд вы сокого давления.

Лит.: Гохберг Б. M., Яньков Г. Б., Электростатические З’скорители заряженных частиц, M., 1960; Электростатические ускорители заряженных частиц. Сб., под ред. А. К. Вальтера, M., 1963.

Б. M. Гохберг, M. П. Свиньин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Генератор Тестатика — свободная энергия из атмосферы

Дата публикации: 31 октября 2019

  • Оригинальная история
  • Электростатический генератор Тестатика своими руками

Машина свободной энергии Testatika продолжает вдохновлять людей на эксперименты. Это когда-нибудь работало? Такой вопрос задают себе многие исследователи и физики, получившие классическое образование. В целом, конструкция напоминает типичную машину Вимшерста, но во многих других отношениях есть детали, которые остаются загадкой.

Оригинальная история

Электростатический генератор Тестатика, основанный на Pidgeon 1989 года, включает в себя цепь индуктивности. Предполагается, что прибор «свободной энергии» использует энергетический потенциал атмосферы, что в некотором отношении напоминает агрегат Вимшерста. Он был построен инженером и продвигался швейцарской религиозной общиной.

Изобретатель Бауман утверждал, что концепции устройств пришли к нему через посетителей из космоса, когда он находился в швейцарской тюрьме (1970-е) по обвинению в жестоком обращении с детьми, связанным с религиозным культом, основателем коего он был. Testatika известна как швейцарский конвертер ML или Thesta-Distatica. Примерная схема генератора Тестатика:

Работающие устройства, как утверждается, существуют с 1960-х в религиозной группе под названием Methernitha (недалеко от Берна, Швейцария). Конкретные и точные принципы работы приборов неизвестны. Согласно различным источникам, Testatika использует конструктивные особенности электростатической машины Пиджона: обладает индуктивной цепью, емкостной цепью и термоэлектронным выпрямительным клапаном. До сих пор в устройствах не использовались полупроводники или транзисторы. Всё устройство можно разделить на две большие составные части: генератор и вспомогательные цепи.

1. Генератор

В базовой системе Pidgeon указаны модификации для повышения, стабилизации и фиксации полярностей заряда в определенных точках машины. Многодисковая конденсаторная машина Wommelsdorf также имеет аспекты, применимые к Testatika. Тестатика имеет 50 стальных решёток на диск. Это инновация для электростатических машин прошлого. Основываясь на умозрительных заключениях учёных-энтузиастов, исследовавших изобретение, можно выделить несколько отличительных черт детища господина Баумана:

  1. Принцип основан на предыдущих исследованиях и патентах на электрические цепи, в которых секторы гофрированы.
  2. Такие гофрированные электростатические секторы — более эффективные носители заряда по сравнению с плоскими аналогами.
  3. Диски переносят заряды с вращающихся элементов на коллекторы.
  4. Перфорированные клавишные панели заменяют стандартные щетки или заостренные направляющие предыдущих вариантов электростатических машин.
  5. Коллекторы не трогают диски, заряд проходит через параллельный воздушный зазор от металлических решеток к площадкам. Во время работы воздушный зазор подвергается воздействию миниатюрных вихревых токов, которые циркулируют вокруг перфорированной поверхности.
Читайте также  Щетки генератора акцент размер

Вышеописанный процесс, в отличие от системы Pidgeon, имеет дополнительный косвенно связанный коллектор на передней верхней центральной части первого диска.

Диски вращаются со скоростью всего 60 об/мин (варьируется до 15 об/мин). Расположены очень близко друг к другу. Передний — прозрачный, сделан из плексигласа (положительно заряженный «облачный»), задний — темный диск (отрицательный «заземленный») соответствуют трибоэлектрическому ряду. Диски могут быть легированы парамагнитными частицами.

Нейтрализующие стержни размещены так, что заряды индуцируются из одной области, накапливаясь в других местах. Они выравнивают, стабилизируют частицы противоположных знаков, обеспечивают правильную распределенную полярность заряда в определенных зонах.

2. Вспомогательные цепи

Статическую энергию электростатический генератор Тестатика преобразует в электродвижущую силу с помощью своего колебательного контура, выпрямителей клапана. Колебания электрического тока контролируются соединением термоэлектронного выпрямительного клапана, конденсаторов цилиндров и естественным сопротивлением.

Колебания электромагнитной цепи модулируются через трансформаторы, выпрямляясь в импульсы постоянного тока. Герман Плазон, эстонский изобретатель, описывает такие методы преобразования статической энергии. Термоэлектронный выпрямительный клапан имеет анодную сетчатую пластину, спиральную медную решетку, светящийся (нагретый) катодный провод, проходящий горизонтально через его центр, и соответствующие провода.

Подковообразный магнит содержит четыре блока из плексигласовой среды, чередующиеся с медными, алюминиевыми пластинами. Два подковообразных магнита с ламинированными блоками из металлизированного плексигласа, чередующиеся с медными и алюминиевыми пластинами, образуют, как говорят разные источники, «генераторы электронного каскада». Существует цепная реакция, образующая «свободные электроны». Изолированный провод также наматывается вокруг подковообразных магнитов для индукционных целей.

Используются два внешних цилиндра. Соединение каждой отдельной вторичной обмотки может быть основано на «катушке разрывающего разряда», разработанной Николой Теслой. Цилиндры по бокам частично действуют как конденсаторы. Эта конфигурация формирует сеть импульсов. Каждый цилиндр имеет сердечник из 6 анизотропных ферритовых магнитов с полым кольцом, пластиковыми проставками для воздушных зазоров, образующих трансформатор.

Центральный входной стержень соединяется внизу со стопкой взаимосвязанных блинных катушек. Один трансформатор подключен к выходному отрицательному полюсу, а другой к выходной положительной полярности относительно зазоров магнитного сопротивления. Каждый соединен с вторичной обмоткой блинной катушки. Использование алюминиевой экранирующей сетки и сплошных медных экранирующих листов направлено на минимизацию паразитных электростатических зарядов.

Два дроссельных узла находятся в вертикальных двойных стеклянных трубках со спирально повернутой алюминиевой полосой. Трубы составляют две трети высоты башни. Стеклянная трубка заканчивается наверху прямоугольными латунными стержнями, соединяющимися с выпрямителем. Деревянное основание имеет чередующиеся слои перфорированных металлических изолирующих пластин, образующих накопительный конденсатор.

Возможно, это еще один пример альтернативного мышления, необходимого для трансформации нынешнего энергетико-экологического кризиса. Несмотря на создание и демонстрацию этого устройства, технология не использовалась остальным миром в течение более 30 лет не только по моральным соображениям (изобретение было детищем секты, а сам инженер был обвинён в жестоком обращении с детьми), а потому, что ни у кого из очевидцев нет точных технических данных об устройстве чудо-машины.

Но тот простой факт, что само религиозное сообщество Methernitha не использует устройство, ставит под сомнение его эффективность в отношении получения свободной энергии. Все их потребности в электричестве удовлетворяются парой ветрогенераторов, а также они покупают электроэнергию как все остальные. Большой вопрос о возможностях этой машины до сих пор остается без ответа.

Электростатический генератор Тестатика своими руками

Сейчас в открытом доступе довольно много информации о внешнем виде и эксплуатации аппарата, вся она предположительная и технически сложная. На протяжении многих лет агрегат демонстрировался различным техническим специалистам и инженерам, которые приглашались в общину, но за 30 лет никто так и не получил рабочего прототипа устройства, чтобы его можно было собрать за пределами Methernitha. По убеждению метернитов, для того, чтобы понять природу и ощутить её голос, человек обязан испытать тишину и одиночество. Ведь именно там были получены знания об этой технологии.

Но народные умельцы не оставляют надежды получить свободную энергию и пытаются воссоздать творение Пола Бауманна своими руками.

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты.

Основным фактором, определяющим развитие материальной культуры людей, является создание и использование источников энергии. Сейчас в качестве основных энергетических ресурсов используются торф, уголь, нефть, природный газ. Установлено, что запасенная в них химическая энергия была накоплена в продолжение тысячелетий благодаря биологическим процессам. Статистические данные по использованию этих ресурсов показывают, что в ближайшие столетия они будут исчерпаны. Поэтому, на основе закона сохранения энергии, люди, если они не найдут других источников энергии, будут поставлены перед необходимостью ограничения ее потребления, и это приведет к снижению уровня материального благосостояния человечества [1].

Использование традиционных источников энергии грозит человечеству не только глобальным энергетическим кризисом, но и, что гораздо актуальнее, глобальной экологической катастрофой. В течении XX века научный мир и человечество связывали свои надежды с ядерной энергетикой. Причём изначально ядерную энергетику декларировали как абсолютно экологически чистую. Ряд катастроф на АЭС, а так же проблема утилизации ядерных отходов показали, что ядерная энергетика, с точки зрения экологической чистоты, не оправдала возлагаемых на неё надежд.

В настоящее время в ряде экономически развитых стран ведутся работы по созданию термоядерных энергоустановок с непрерывным циклом работы. Причём говорится, что уж на этот раз технология точно будет экологически чистой. Хотелось бы верить. В связи с указанными проблемами становится всё более необходимым использование нетрадиционных источников энергии – в первую очередь солнечной, ветровой и геотермальной энергии. С давних времен человечество использует эти, ныне не традиционные, источники энергии.

Солнце – гигантское светило, имеющий диаметр 1392 тыс. км, естественный термоядерный реактор. Мощность потока солнечного излучения составляет 4^1023 кВт. Верхней границы атмосферы за год достигает поток солнечной энергии в количестве 5,6^1024 Дж. Атмосфера Земли отражает 35% этой энергии обратно в космос, а остальная энергия расходуется на нагрев земной поверхности (около 2,4^1024 Дж), испарительно-осадочный цикл (около 1,3^1024 Дж) и образованию волн в морях и океанах, воздушных и океанских течений и ветра (около 1,2^1024 Дж).

Сосредоточим своё внимание на энергии ветра. В России к началу XX века вращалось около 2500 ветряков общей мощностью миллион киловатт. Потенциальные ресурсы ветровой энергии на территории бывшего СССР оцениваются в 8^1012 кВт*ч/год, а технически реализуемая мощность — 2^1010 кВт. Ещё в 1931 году вблизи Ялты была построена крупнейшая по тем временам ветроэнергетическая установка (ВЭУ) 100 кВт, а позднее разработан проект агрегата на 5 МВт. За рубежом, например, в США, ФРГ, Швеции, Дании и др., эксплуатируется большое количество больших и малых ВЭУ. В США, ещё в 1986 г., суммарная мощность 30 тыс. ВЭУ составляла 1500 МВт, в том числе 7 ВЭУ имели мощность 25-72 МВт, а себестоимость электроэнергии от ВЭУ составляла 0,03-0,06 долл/(кВт?ч) [2].

Сегодня на Украине суммарная мощность ВЭУ приближается к 40 МВт. Украина является единственной страной из бывшего СССР, в которой активно развивается ветроэнергетика. Налажено серийное производство лицензионных ВЭУ USW56-100 мощностью 107,8 кВт. К сожалению, ВЭУ USW56-100 разработана в 80-х годах и не позволяет получить коэффициент использования мощности для ветроэлектростанции (ВЭС) выше 0,15 (типичное значение для современных западных ВЭУ от 0,25 до 0,35). Авторы статьи “Ветроэнергетика Украины. Факты и комментарии” [3] видят решение проблемы в следующих подходах к развитию ветроэнергетики в Украине — в приобретении лицензий на производство более мощных ВЭУ, в импорте БУшных западных ВЭУ по остаточной стоимости и, что наиболее интересно, в конструировании ВЭУ украинской конструкции.

От себя могу добавить ещё один подход — в создании нетрадиционных конструкций генераторов, позволяющих преобразовывать энергию перемещения среды в электрическую энергию. До сих пор в ветроэнергетике доминируют те же способы использования энергии ветра, что и сотни лет назад в ветряных мельницах — напор ветра, при помощи ветроколеса с лопастями, преобразуется в крутящий момент, который, через систему передач, передаётся валу генератора, вырабатывающего электроэнергию. Чем выше мощность ветроагрегата, тем больше диаметр ветроколеса, но, так как на разной высоте скорость ветра различается по величине и направлению, то в этом случае не только не удается оптимально ориентировать агрегат по ветру, но и возникает опасность разрушения лопастей. Кроме того, концы лопастей крупной установки, двигаясь с большой скоростью, создают шум. Однако главное препятствие на пути использовании энергии ветра все же экономическая — мощность агрегата остается небольшой и доля затрат на его эксплуатацию оказывается значительной. В итоге себестоимость энергии не позволяет ветрякам оказывать реальную конкуренцию традиционным источникам энергии[4].

Существует класс генераторов, которые позволяют непосредственно преобразовать энергию перемещения среды в электрическую энергию — это электростатические генераторы. Одним из первых электростатических генераторов была электрофорная машина, так хорошо знакомая нам ещё со школьных уроков физики. Электростатические генераторы просты по конструкции и могут сразу давать высокое напряжения для линий электропередач. Ещё в 40-х годах академик А.Ф. Иоффе занимался разработкой оригинального электростатического генератора, который питал небольшую рентгеновскую установку. Этот генератор был прост по своей конструкции и неплохо работал. Тогда у Иоффе возникла идея заменить в широком масштабе электромагнитные генераторы на электростатические и перевести на них всю большую электроэнергетику страны [1]. Но идея так и осталась не воплощённой. Основными причинами, препятствующими промышленному применению электростатических генераторов, возможно, являются низкая плотность энергии, ограниченная электрической прочностью окружающей среды и высокое внутреннее сопротивление и неполное использование заряда, который частично уносится транспортирующей средой, что приводит к снижению КПД электростатического генератора и ионизации окружающей среды.

Читайте также  Щетки генератора форд фокус 2 120 ампер

В электростатическом генераторе постоянное напряжение создаётся при помощи механического перемещения электрических зарядов определённого знака против сил электрического поля и собирания их в накопительном устройстве. Обычно в качестве накопительного устройства используется конденсатор. При этом работа, затраченная на перенос зарядов, превращается в электрическую энергию.

На рис.1 изображен электрогазо(гидро)динамический преобразователь энергии [5] (далее по тексту просто преобразователь энергии), который, по существу, является электростатическим генератором и способен преобразовывать энергию движения среды в электрическую энергию. Рассмотрим устройство и работу этого преобразователя энергии:

Внутри канала 1, с диэлектрическими стенками 2, размещена ступень преобразования. Самым древним способом разделения зарядов является электризация трением, при контактном взаимодействии движущихся твёрдых, жидких или газообразных тел. Такая электризация, например, происходит в электрофорной машине или при трении капелек дождя о воздух. В рассматриваемом преобразователе энергии среда ионизируется в зазоре между вытягивающим 3 и эмиттерным 4 электродами. Эмиттерный электрод имеет заострённую зарядообразовательную часть 5, вокруг которой электрическое поле имеет величину достаточную для ионизации среды. Разность потенциалов между вытягивающим и эмиттерным электродами создаётся при помощи источника высокого (ионизирующего) напряжения ИИН 6. Вытягивающий электрод, ИИН и сопротивление нагрузки Rн 8 подключены к потенциалу земли, при помощи заземления 7. Движущаяся среда, ионизированная в зазоре между вытягивающим и эмиттерным электродами, создаёт в канале объёмный заряд, потенциал которого снимается коллекторным электродом 9. Между вытягивающим и коллекторным электродами возникает электрическое поле, препятствующее движению ионизированной среды. Но так как ионизированная среда движется против сил поля, то это способствует дальнейшему увеличению электрического потенциала на коллекторном электроде. Через сопротивление Rн, включенное между коллекторным электродом и землёй, протекает выходной электрический ток преобразователя энергии. Юта-Компани – Строительные технологии

Недостатком описанного преобразователя энергии является то, что коллекторный электрод слабо связан с объёмным зарядом в канале преобразователя и поэтому часть заряда не используется, пролетая со средой через коллекторный электрод. Потеря заряда приводит к снижению КПД преобразователя энергии, а так же, если преобразуется энергия ветра, к недопустимой ионизации окружающей среды.

На рис. 2 изображён первый вариант электрогазогидродинамического генератора (ЭГГДГ) [6]. Генератор так же имеет канал 1 с диэлектрическими стенками 2, вытягивающий электрод 3, эмиттерный электрод 4 с заострённой зарядообразовательной частью 5, ИИН 6, включенный между вытягивающим и эмиттерным электродами. В отличие от преобразователя энергии [5] нагрузка Rн 8 генератора включена между потенциалом земли 7 и вытягивающим электродом, который от земли изолирован. Благодаря такому включению исключается потеря заряда, т.к. в качестве коллекторного электрода теперь используется земля.

Однако и этот генератор, преобразуя энергию ветра, будет недопустимо ионизировать окружающую среду. Выход может быть в том, чтобы заставить генератор вырабатывать переменное напряжение. В этом случае, в отдельные моменты времени, среда будет ионизироваться в противоположной полярности и разнополярные ионы рекомбинируются. Заставить генератор вырабатывать переменное напряжение можно, управляя величиной и полярностью напряжения формируемого ИИН. Но в этом случая, в различные фазы формирования переменного напряжения, на входе и выходе канала генератора будет изменяться перепад давления, что приведёт к нежелательным акустическим эффектам. Выход может быть в одновременном использовании нескольких генераторов, формирующих многофазное (например трёхфазное) напряжение, каналы которых подключены к общим впускным и выпускным коллекторам.

На рис. 3 изображён второй вариант электрогазогидродинамического генератора (ЭГГДГ) [6]. Во втором варианте генератора используются два генератора первого варианта, каждый из которых имеет канал 1 и 9 с диэлектрическими стенками 2, вытягивающий электрод 3 и 10, эмиттерный электрод 4 и 11 с заострённой зарядообразовательной частью 5 и 12, ИИН 6 и 13, включенный между вытягивающим и эмиттерным электродами. Генераторы первого варианта работают на общий выпускной коллектор 14 и ионизируют среду в противоположной полярности. Благодаря этой особенности генератор второго варианта может вырабатывать как переменное, так и постоянное напряжение, не ионизируя окружающую среду. Нагрузка генератора Rн подключается между вытягивающими электродами 3 и 10 разнополярных генераторов первого варианта.

На рис. 4 изображён третий вариант электрогазогидродинамического генератора (ЭГГДГ) [6], который имеет плоскую конструкцию. Генератор содержит перфорированные вытягивающие электроды 3, 10 с отверстиями 15, в которые входят заострённые зарядообразовательные части 5, 12 эмиттерных электродов 4, 11. Работа этого электрогазо-гидродинамического генератора происходит аналогично работе генератора, изображённого на рис. 3. Для ориентации электрического поля, возникающего между вытягивающими электродами 3 и 10, вдоль потока среды служит выравнивающий электрод 16, который выполнен в виде сетки. При необходимости выравнивающий электрод может быть подключен к заземлению 7.

Третий вариант электрогазогидродинамического генератора, в принципе, является вариантом компоновки, предназначенным для использования в ветроэнергетике. Отдельные секции, выполненные по этому варианту, могут быть объединены между собой до получения более крупной панели, похожей на парус. По подобному принципу можно строить и генераторы, вырабатывающие переменный многофазный ток. В этом случае количество каналов отдельной секции будет равно или кратно количеству фаз.

Литература:
1. Вестник АН СССР. 1976. № 1. С. 34-43.
2. Харченко Н. В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоатомиздат 1991г. С. 8-15.
3. Конеченков А. Е., МатвеевЮ. Б. Ветроэнергетика Украины. Факты и комментарии. Журнал Электрик №2 за 2002 г. С. 21,22.
4. Лаврус В. С., Источники энергии
5. Савинов А.Е. и др. Электрогазо(гидро)динамический преобразователь энергии. Патент России №2119232, МПК H02N3/00.
6. Володiн В. Я. Електрогазогiдродинамiчний генератор /варiанти/. Патент Украiны №44503А, МПК H02N3/00

Электростатический генератор Отто фон Герике

Более трёх столетий назад бургомистр Магдебурга Отто фон Герике (1602— 1686 гг.) получил известность далеко за пределами родного города как физик и изобретатель. (В 1650 г. Герике изобрел воздушный насос, а в 1654 г. поставил свой знаменитый публичный опыт с магдебургскими полушариями). Прочно вошло его имя и в историю науки об электричестве.

До Герике единственным техническим средством для исследований по электричеству был индикатор заряда «версор» — металлическая стрелка на оси, наподобие компаса. Изобретатель развил технику электрического эксперимента, создав прообраз генератора статического электричества — «машину Герике». Инструкция по изготовлению «машины» гласила: следует взять сферический стеклянный сосуд размером с голову ребенка, наполнить этот сосуд измельченной серой и расплавить ее; после охлаждения следует разбить сосуд и вынуть шар, который нужно хранить в сухом месте; шар можно снабдить железной осью.

Идея возникла у магдебуржца, вероятно, под влиянием гильбертовой «терреллы» (лат. terella — уменьшительное от terra «земля») — сферического магнита, с помощью которого англичанин У. Гильберт (1544—1603 гг.), автор первых трудов по электрофизике, моделировал земной магнетизм.

Отто фон Герике (1602 — 1686)

Описывая опыты с шаром, Герике не пользовался терминами «электрический» или «электричество», но в действительности он наблюдал различные электрические явления.

23 октября 1663 г. французский врач К. де Монконис присутствовал при опытах Герике с шаром и сообщил о них потомству.

В том же 1663 г. Герике закончил свой главный труд — «Новые, так называемые магдебургские опыты с пустым пространством, к которым одновременно присовокуплены некоторые опыты с весом воздуха вокруг Земли, с мировыми силами и с планетарной системой мира, а также с неподвижными звездами и с тем огромным пространством, которое простирается как внутри, так и вне их». Труд этот был издан спустя 9 лет в Амстердаме.

Вот как там описал Герике опыты с «мировыми силами». Потерев шар, изобретатель брал пушинку, которая сначала притягивалась к шару, затем отталкивалась от него, парила в воздухе и снова притягивалась. Перенося шар за ручку (ось), Герике мог «водить» парящую пушинку по комнате.

В отношении острых предметов пушинка вела себя по-особому, тяготея к ним и отталкиваясь от них. Шар передавал свою способность притягивать легкие тела льняной нитке длиной в локоть, конец которой, закрепленный за палку, находился вблизи поверхности самого шара; притяжение наблюдалось в пределах более дюйма от нижнего конца нити. В данном опыте шар Герике наиболее близок по своему применению к электростатическому генератору, при этом льняная нить (проводник) фактически выполняет функцию кондуктора (отвода) электрических машин XVIII века.

Гравюра 1750 года, демонстрирующая устройство для получение статического электричества

Известный немецкий ученый Г. В. Лейбниц (1646—1716 гг.), заинтересовавшийся опытами Герике, получил от автора эксперимента копию шара вместе с пачкой пушинок. Вскоре уже Герике с радостью узнал, что никто иной, как сам Лейбниц наблюдал в темноте искры («как при колке сахара») от потертого сухими руками шара. Это наблюдение электрической искры относится к 1671 г.

В отличие от Лейбница Герике слышал потрескивание, происходившее от шара, но ни Герике, ни Лейбниц не сообщают об одновременном наблюдении искры и потрескивания (подобные наблюдения, способствовавшие установлению электрической природы грозовых явлений, были сделаны лишь в XVIII веке).

Таким образом, благодаря шару О. фон Герике впервые удалось наблюдать известные ранее электрическое притяжение и отталкивание, а также открыть новые электрические явления: эффект острия, электростатическую индукцию, электропроводность, искрение и потрескивание.

Яков Кузнецов/ автор статьи

Приветствую! Я являюсь руководителем данного проекта и занимаюсь его наполнением. Здесь я стараюсь собирать и публиковать максимально полный и интересный контент на темы связанные ремонтом автомобилей и подбором для них запасных частей. Уверен вы найдете для себя немало полезной информации. С уважением, Яков Кузнецов.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
NEVINKA-INFO.RU
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: