Глава 3 Аномальный саморазгон электромагнитных машин.

Из курса физики, нам часто приводили примеры, в пользу закона сохранения энергии. Этот фундаментальный закон где и как только не используют.

Так, в частности, в лекциях по электричеству, приводится пример с “кольцом ампера” (рис. 3). Практический опыт является хорошим демонстрационным пособием, показывающим “обратимость” электрических машин.

При приближении магнитного полюса к замкнутому кольцу, становится заметным появление тормозящей силы, которая будет препятствовать дальнейшему движению магнита. Для продолжения движения в том же направлении, необходимо совершить механическую работу, которая будет в точности равняться работе электрических сил. Необходимо отметить, что так было бы всегда, при мгновенном протекании электромагнитных процессов в природе. Но это не так. Запаздывание во времени действующих сил, приводит в некоторых случаях совсем к другим результатам. При движении магнита вдоль рамки, мы должны учитывать три задержки. Первая относится к распространению магнитного потока от магнита до замкнутого контура. Вторая определяется законом инерции для свободных электронов в металле (проводнике). Третья является следствием распространения магнитного потока, образованного движущимися зарядами в замкнутом контуре на движущийся магнит. Если среда между магнитом и контуром заполнена воздухом, то первая и третья мгновенные задержки будут равны. Общее их время задержки составит:

,

где -является мгновенным кратчайшим расстоянием от магнита доконтура. с - определяет скорость распространения магнитных потоков от контура до магнита и от магнита до контура в воздухе.

Если бы пространство было пустым, то взаимодействие на расстоянии электромагнитных и гравитационных сил было бы неосуществимо. Конечное значение скорости распространения электромагнитных полей, доказывает, что пространство неоднородно и содержит в себе внутреннюю энергию. Запаздывание взаимодействующих сил на расстоянии, связано с внутренним обменом энергии в пространстве. Поэтому «с» характеризует скорость электромагнитного энергообмена в самом пространстве.

Вторая задержка определяется эмпирическим путём, так как она зависит от многих факторов, поэтому мы её обозначаем как «», соответствующая внутренним энергетическим процессам, действующим в замкнутом, проводящем контуре.

Время разделяет взаимодействующие потоки и силы, действующие между магнитом и контуром. Поэтому говорить о торможении магнита можно лишь только в случае, если скорость его движения будет меньше предельной:

==,

если скорость магнита превысит её, произойдёт ускорение магнита относительно замкнутого контура. Это явление связано с самостоятельным согласованием (активный резонанс).

Образуется параметрическая колебательная система, где энергия окружающей среды, под действием начального возбуждения, начинает передаваться механической конструкции.

Динамический процесс, происходящий в системе магнит - замкнутый проводящий контур (при условии, что магнит имеет меньшие, или равные размеры, по отношению к замкнутому проводнику), может протекать в двух независимых направлениях (смотри рис. 3а и рис. 3б).

В первом случае: если магнит не успевает дойти за предельное время , до середины контура. Будет происходить торможение системы (рис. 3а).

Принудительное согласование -

- “ пассивный ” резонанс.

Ф1 Ф2

поток магнита поток контура

Рис. 3а

x

В

Ф2

V

Ф1

магнит

N

о втором случае: если магнит успевает перейти за предельное время:, расстояние . Система начнёт ускоренно саморазгоняться (рис. 3б).

С

S

амостоятельное согласование - - “активный резонанс”.

Рис. 3б

В связи с тем, что общее время задержки мало, то практического применения рассматриваемый пример, вряд ли сможет найти. Поэтому долгое время стоял вопрос, как увеличить время задержки. Наконец в 1995 году появилась рациональная идея. Она заключалась в том, что магнитный поток необходимо пропускать не только через воздух, но и через среду с большой магнитной проницаемостью.

Так как домены в ферромагнетике имеют достаточную инерционность, то время их поворота в направлении магнитного поля и будет определять основную задержку во времени. При этом железо становится не только источником потерь. Теперь его основная роль - это преобразование своей внутренней энергии во внешнюю. Для пояснения этого процесса необходимо знать, что закон намагничивания определяется двумя состояниями.

Первое - упругое (обратимое) перемагничивание, когда домены после снятия поля, постепенно возвращаются в своё первоначальное положение. Его можно отождествить с колебанием маятника. Здесь энергия магнитного поля практически не тратится. Так, как внутренние, протекающие в веществе процессы, вызваны в основном вращением доменов вокруг собственной оси.

Второе - неупругое (необратимое) перемагничивание, вызванное в основном изменением положения границ (перемещения стенок) доменов. В результате этого процесса после исчезновения внешнего поля материал сердечника не возвращается к первоначальному состоянию.

В 1961 году группа исследователей, во главе с выдающимся учёным Болотовым, установила наличие гамма излучений (рентгеновского диапазона) при перемагничивании ферромагнетиков, особенно тех, которые содержат редкоземельные элементы. Из этих результатов уже тогда следовало существование холодного термоядерного синтеза. Но по иронии судьбы эти работы так и не смогли сыскать поддержки и внимания у высокопоставленных чиновников. Наше государство интересовали работы в области высокотемпературного ядерного синтеза, позволяющих выдавать огромные энергии . Эта политика напрямую была связана с обороноспособностью нашего государства.

На упругом (обратимом) перемагничивании были созданыи опробованы три генератора. На испытательном стенде, третий генератор был сделан в автомобильном корпусе, что позволило без лишних проблем соединить его с динамо-машиной. Опыты показали:

при малых оборотах все три образца ведут себя как классические синхронные генераторы. (Любая активная нагрузка приводит к торможению вала привода электрической машины);

на средних и высоких оборотах наблюдается аномальная работа генераторов (активная нагрузка не влияет на привод генератора, или весы динамо-машины начинали показывать отрицательный момент).

В следствии малой выдаваемой мощности, саморазноса генератора и привода не происходило (Iмак=0,45), начиная с некоторых оборотов (независимо от нагрузок в цепи генератора) ток становится постоянным . К примеру, для наглядностиприведу одну таблицу. Нагрузкой генератору служила лампа - 28 В10 Вт.

I ген., А	0,31	0,33	0,35	0,35
U эф., В	18,02	19,5	21,6	21,5
n (об/мин)	486	603	2007	2505
(об/мин)	483	598	2000	2501
эф., В	37,4	41,9	66,8	70,5

Из таблицы видно, что под нагрузкой обороты генератора с динамо-машиной становятся выше, чем на холостом ходу (без нагрузки) . В стандартных генераторах наблюдается обратная связь по оборотам: мощность генератора практически не зависит от оборотов и определяется только конструкцией и механизмами самой машины;чем больше размер ротора, тем выше выдаваемая мощность и выше вероятность саморазгона. Основным внешним фактором является начальный толчок.

Свойства экспериментальных генераторов до конца пока не изучены. Теоретический анализ подтвердился результатами полученными при испытании третьего генератора ( в автомобильном корпусе).

В испытании генератора принимал участие профессионал-испытатель (по стартёрам и генераторам), старейший работник ОАО ГАЗ Нечаев Н. П.

Для освидетельствования нового генератора на ОАО ГАЗ был приглашен с кафедры «электроэнергетики » доцент, к. т. н. Степанов К.С.

Опыты проводились в1998 году.