Тесла - Радиантное Излучение
.pdf
таким образом, что их резонансная частота одинакова (строго 10 МГц). Передатчик создает вокруг себя магнитное поле, осциллирующее с нужной частотой, которую «улавливает» и накапливает приемник -происходит передача энергии. При этом остальные окружающие объекты – даже чувствительная электроника – едва ли почувствуют эти колебания, их воздействие даже слабее естественного магнитного поля Земли.
Примерно то же самое происходит и в обычных трансформаторах (их обмотки не соединены между собой), но на меньшем расстоянии. Правда, эффективность трансформатора резко падает при увеличении расстояния между обмотками, но как раз при резонансной настройке приемной и передающей катушек этого можно избежать.
Разумеется, продемонстрированная учеными установка – лишь несовершенный прототип. Им предстоит и существенно уменьшить ее размеры, и повысить эффективность передачи энергии. Но сколько захватывающих перспектив она уже открыла для нас – перспектив полной свободы от опутавших нашу планету проводов!
http://www.medem.kiev.ua/page.php?pid=653
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Передача энергии плоскими катушками Тесла.
Описана технология передачи энергии на расстояние, которую авторы назвали "беспроводным электричеством" (WiTricity). В этой технологии используется передача энергии между плоскими катушками Тесла, что видно непосредственно из конструкции системы. Авторы отмечают следующие качества технологии:
-малое к.п.д. передачи (от 40% до 95%), -увеличение к.п.д. при увеличении нагрузки, -передаваемая мощность – до 3 квт, -дальность передачи – несколько метров,
-высокая частота передающего магнитного поля, -малая напряженность магнитного поля, -связанная с этим безопасность пользователя,
-отношение площади передающей катушки к площади приемной катушки составляет около 15.
Рис. 3-1-5. Внешний вид катушек, одна из опытных установок.
Авторы не находят объяснения некоторым качествам своей системы и, в частности, увеличению к.п.д. при увеличении нагрузки. Однако все эти качества легко объясняются, если принять во внимание вышеизложенное. В частности, увеличение к.п.д. при увеличении нагрузки объясняется тем, что приемные катушки также формируют стоячую волну и тем самым катализируют увеличение теплового потока из внешней среды.
Описываемая технология WiTricity использует плоские катушки, у которых напряженность стоячей магнитной волны не зависит от расстояния до плоскости катушки. Поэтому цилиндрические катушки, у которых напряженность стоячей магнитной волны гиперболически затухает в зависимости от расстояния до поверхности цилиндра, не могут быть использованы в этой технологии.
161
Однако две соосных цилиндрических катушки с малым зазором между ними могут передавать энергию друг другу. При этом зазор должен быть воздушным. Видимо, такая конструкция сможет извлекать энергию из окружающей среды.
http://hmel.iri-as.org/naprav/energo/12514371.pdf
-Беспроводное электричество поразило своих создателей. http://www.membrana.ru/particle/198632
-André Kurs, Robert Moffatt, and Marin Soljačić. Simultaneous midrange power transfer to multiple devices. Appl. Phys. Lett. 96, 044102 (2010), http://apl.aip.org/resource/1/applab/v96/i4/p044102_s1?isAuthorized=no
---------------------------
Авторы не указывают силу тока в катушке, но ясно, что индукция магнитного поля может быть увеличена на два порядка. При этом к.п.д. может превысить 100%, т.е. энергия может извлекаться из окружающей среды. Подобные эксперименты можно встретить в Интернете.
Рис. 3-1-6. Внешний вид экспериментальной установки.
Плоская катушка Тесла, http://www.youtube.com/watch?v=444j9N3G--U
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
История беспроводной передачи энергии.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Беспроводная_передача_электричества
1820: Андре Мари Ампер открыл закон (после названный в честь открывателя законом Ампера), показывающий, что электрический ток производит магнитное поле.
1831: Майкл Фарадей открыл закон индукции, важный базовый закон электромагнетизма. 1864: Джеймс Максвелл систематизировал все предыдущие наблюдения, эксперименты и уравнения по электричеству, магнетизму и оптике в последовательную теорию и строгое математическое описание поведения электромагнитного поля.
1888: Генрих Герц подтвердил существование электромагнитного поля. «Аппарат для генерации электромагнитного поля» Герца был СВЧ или УВЧ искровой передатчик «радиоволн».
1891: Никола Тесла улучшил передатчик волн Герца радиочастотного энергоснабжения в своём патенте No. 454622, «Система электрического освещения».
1893: Никола Тесла демонстрирует беспроводное освещение люминесцентными лампами в проекте для Колумбовской всемирной выставки в Чикаго.
1894: Никола Тесла зажигает без проводов фосфорную лампу накаливания в лаборатории на Пятой авеню, а позже в лаборатории на Хаустон-стрит в Нью-Йорке, с помощью «электродинамической индукции», то есть посредством беспроводной резонансной взаимоиндукции.
1894: Джагдиш Чандра Боше дистанционно воспламеняет порох и ударяет в колокол с использованием электромагнитных волн, показывая, что сигналы связи можно посылать без проводов.
1895: А.С.Попов продемонстрировал изобретённый им радиоприёмник на заседании физического отделения Русского физико-химического общества 25 апреля (7 мая) 1895 года
162
1895: Боше передаёт сигнал на расстояние около одной мили.
1896: Гульельмо Маркони подает заявку на изобретение радио 2 июня 1896 года. 1896: Тесла передаёт сигнал на расстояние около 48 километров.
1897: Гульельмо Маркони передает текстовое сообщение азбукой Морзе на расстояние около 6 км, используя для этого радиопередатчик.
1897: Тесла регистрирует первый из своих патентов по применению беспроводной передачи. 1899: В Колорадо Спрингс Тесла пишет: «Несостоятельность метода индукции представляется огромной по сравнению с методом возбуждения заряда земли и воздуха».
1900: Гульельмо Маркони не смог получить патент на изобретение радио в Соединённых Штатах.
1901: Маркони передаёт сигнал через Атлантический океан, используя аппарат Тесла.
1902: Тесла против Реджинальда Фессендена: конфликт американского патента No. 21701 «Система передачи сигналов (беспроводная). Избирательное включение ламп накаливания, электронные логические элементы в целом».
1904: На Всемирной выставке в Сент-Луисе предлагается премия за успешную попытку управления двигателем дирижабля мощностью 0,1 л.с. (75 Вт) от энергии, передаваемой дистанционно на расстояние менее 100 футов (30 м).
1917: Разрушена Башня Ворденклиф, построенная Никола Тесла для проведения опытов по беспроводной передаче больших мощностей.
1926: Синтаро Уда и Хидэцугу Яги публикуют первую статью «о регулируемом направленном канале связи с высоким усилением», хорошо известном как «антенна Яги-Уда» или антенна «волновой канал».
1945: Семён Тетельбаум публикует статью «О беспроводной передаче электроэнергии на большие расстояния с помощью радиоволн», в которой впервые рассматривает эффективность микроволновой линии для беспроводной передачи электроэнергии.
1961: Уильям Браун публикует статью по исследованию возможности передачи энергии посредством микроволн.
1964: Уильям Браун и Уолтер Кроникт демонстрируют на канале CBS News модель вертолета, получающего всю необходимую ему энергию от микроволнового луча.
1968: Питер Глейзер предлагает беспроводную передачу солнечной энергии из космоса с помощью технологии «Энергетический луч». Это считается первым описанием орбитальной энергетической системы.
1973: Первая в мире пассивная система RFID продемонстрирована в Лос-Аламосской Национальной лаборатории.
1975: Комплекс дальней космической связи Голдстоун проводит эксперименты по передаче мощности в десятки киловатт.
2007: Исследовательская группа под руководством профессора Марина Солячича из Массачусетского технологического института передала беспроводным способом на расстояние 2 м мощность, достаточную для свечения лампочки 60 вт, с к.п.д. 40%, с помощью двух катушек диаметром 60 см.
2008: Фирма Bombardier предлагает новый продукт для беспроводной передачи PRIMOVE, мощная система для применения в трамваях и двигателях малотоннажной железной дороги. 2008: Корпорация Intel воспроизводит опыты Никола Тесла 1894 года и группы Джона Брауна 1988 года по беспроводной передаче энергии для свечения ламп накаливания с к. п. д. 75 %. 2009: Консорциум заинтересованных компаний, названный Wireless Power Consortium, разработал стандарт беспроводного питания Qi для малых токов, который начал применяться в портативной технике.
2009: Представлен промышленный фонарь, способный безопасно работать и перезаряжаться бесконтактным способом в атмосфере, насыщенной огнеопасным газом. Это изделие было разработано норвежской компанией Wireless Power & Communication.
2009: Haier Group представила первый в мире полностью беспроводной LCD-телевизор, основанный на исследованиях профессора Марина Солячича по беспроводной передаче энергии и беспроводном домашнем цифровом интерфейсе (WHDI).
163
2011: Wireless Power Consortium приступил к расширению спецификаций стандарта Qi для средних токов.
2012: Начал работу частный петербургский музей «Гранд Макет Россия», в котором миниатюрные модели автомобилей получают электропитание беспроводным способом через модель дорожного полотна.
2015: Учёные из Вашингтонского университета выяснили, что электричество можно передавать посредством технологии Wi-Fi.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
164
Глава 4. Передача энергии по одному проводу.
4.1 Никола Тесла.
Заряженная металлическая сфера с постоянным зарядом вдали от ее центра создает статический потенциал Кулона, но если сфера теряет или приобретает заряд (разряжается или заряжается), то, как предполагается, что к потенциалу Кулона добавляется динамическая компонента электромагнитного поля, направленная вдоль силовых линий поля Кулона. Это поле получило название «продольного» электромагнитного поля или поля Тесла.
Рис. 4-1-1. Генерация продольного электромагнитного поля.
Представим две металлические сферы, изолированные от земли, одна из которых периодически подзаряжается от разных обкладок конденсатора. Тогда по проводу, соединяющему их, будет течь переменный ток, порожденный переменным зарядом сферы (ток Тесла). Конденсатор можно заменить трансформатором и мы получим тот же результат.
Рис. 4-1-2. Передача энергии по одному проводу.
1892-Никола Тесла в Лондоне, и в 1893 году в Филадельфии демонстрировал передачу электроэнергии по одному проводу.
Заряженная металлическая сфера с постоянным зарядом вдали от ее центра создает статический потенциал Кулона, но если сфера теряет или приобретает заряд (разряжается или заряжается), то, как предполагается, что к потенциалу Кулона добавляется динамическая компонента электромагнитного поля, направленная вдоль силовых линий поля Кулона. Это поле получило название «продольного» электромагнитного поля или поля Тесла.
165
Рис. 4-1-3. Генерация продольного электромагнитного поля.
Представим две металлические сферы, изолированные от земли, одна из которых периодически подзаряжается от разных обкладок конденсатора. Тогда по проводу, соединяющему их, будет течь переменный ток, порожденный переменным зарядом сферы (ток Тесла). Конденсатор можно заменить трансформатором и мы получим тот же результат.
Рис. 4-1-4. Передача энергии по одному проводу.
Особый интерес представляет передача электроэнергии по одному проводу. Для этого используется трансформатор Тесла и вилка Авраменко С. Обычно для передачи электроэнергии по одному проводу на первичную обмотку трансформатора Тесла подается переменный ток с частотой 3000-4000Гц. Со вторичной обмотки выходит один провод, на конце которого расположена вилка Авраменко, состоящая из двух диодов и конденсатора. Из чертежа видно, что вилка Авраменко из одного провода делает два, к которым и подключается обычная нагрузка Р в виде ламп накаливания или электромоторов.
Рис. 4-1-5. Схема устройства.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Передача энергии по одному проводу.
1893-Лекция Теслы в Институте ранклина в Филадельфии. (Никола Тесла. Лекции. с.186-196).
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4.2 Авраменко С.В.
Авраменко Станислав Викторович (1939-2003), физик, изобретатель..
166
Рис. Авраменко С.В.
Выдающийся русский учёный, электротехник, старейший сотрудник НИИ Всесоюзный Электротехнический Институт им. В.И. Ленина (ВЭИ), Москва, изобрёл высокоэффективный способ получения "поляризационного электрического тока М. Фарадея" и передачи его по однопроводным линиям, находящимся при этом в состоянии сверхпроводимости (приоритет от 1978г.), (научное обоснование свойств поляризационных токов М.Фарадея опубликовано в статье Заева, Авраменко, Лисина "Измерение тока проводимости, возбуждаемого поляризационным током", ЖРФМ, 1991, № 2, стр. 68-81), создал целый ряд генераторов поляризационного тока на потребителей от единиц кВт до десятков кВт. Незадолго до скоропостижной смерти реализовал авторский действующий генератор поляризационного тока (на потребителя в 27 кВт) для коммерческого использования компанией СургутНефтеГаз.
Предлагает собственный способ осуществления передачи энергии на расстояние с помощью одного провода в режиме гетерогенной проводимости при нормальных условиях В 80-е годы разработал и запатентовал однопроводные электрические системы мощностью 10-
100Вт, напряжением 1-100кВ. Он использовал тиристорные преобразователи частоты 1-30кГц, и собственную емкость повышающих и понихающих трансформаторов Тесла для создания резонанса.
Стребков Дмитрий Семенович, ВНИИ электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) Москва, директор.
Рис. 4-2-1. Схема устройства.
167
В настоящее время в лаборатории Дмитрия Семеновича Стребкова директора Всероссийского научно-исследовательского института сельского хозяйства действует экспериментальная однопроводная линия, передающая 10 кВт электроэнергии на расстояние 100 метров.
По теме однопроводной линий передачи энергии, в данной группе исследователей, работал Станислав Викторович Авраменко, автор известной схемы из двух диодов, так называемой «вилки Авраменко».
Рис. 4-2-2. «Вилка Авраменко» на приемной стороне однопроводной линии.
1978-Авраменко Станислав Викторович.
Авраменко подал первую заявку на изобретение в январе 1978 года, но до сих пор не получил авторского свидетельства.
Чтобы не мотать огромный плоский трансформатор, он сконструировал компактную катушку, у которой первичная и вторичная обмотки были расположены несколько необычным образом, и сама их намотка производилась совершенно определённым способом. Для получения результата, описанного ниже, именно геометрия намотки должна быть строго соблюдена. На трансформатор Авраменко подаётся напряжение, подобранное таким образом, что оно резонансно характеристикам самого устройства. Один из концов вторичной обмотки трансформатора никуда не подключен и просто висит в воздухе. А второй конец, образно выражаясь, является потенциальным.
Здесь нужно сказать, что для работоспособности трансформатора Авраменко должна быть соблюдена не только геометрия намотки, но и во вторичной обмотке трансформатор в определённой её точке должен быть сделан разрыв(!). Возникает вопрос, зачем вторичную обмотку вообще доматывать после разрыва? Оказывается, если после разрыва "недомотать"-то эффекта также не наблюдается.
Рис. 4-2-3. Передача электроэнергии по тесловской цепи с трансформатором Авраменко С.В. и преобразователем (вилкой Авраменко С.В.).
168
Рис. 4-2-4. Схема передачи.
Схема состоит из трансформатора Т, линии электропередачи (провода) Л, двух встречно включенных диодов Д, конденсатора С и разрядника Р. Трансформатор имеет ряд особенностей, которые пока (дабы сохранить приоритет) раскрывать не будем. Скажем только, что он схож с резонансным трансформатором Тесла, в котором первичная обмотка питается напряжением с частотой, равной резонансной частоте вторичной обмотки.
Подключим входные (на рисунке нижние) выводы трансформатора к источнику переменного напряжения. Поскольку два других его вывода между собой не замкнуты (точка 1 просто висит в воздухе), тока наблюдаться в них вроде бы не должно.
Однако в разряднике возникает искра, происходит пробой воздуха электрическими за рядами!
Он может быть непрерывным или прерывным, повторяться с интервалом, зависящим от емкости конденсатора, величины и частоты приложенного к трансформатору напряжения.
Получается, что на противоположных сторонах разрядника периодически накапливается определенное число зарядов. Но поступать туда они могут, по всей видимости, лишь от точки 3 через диоды, выпрямляющие переменный ток, существующий в линии Л.
Таким образом в вилке Авраменко (часть схемы правее точки 3) циркулирует постоянный по направлению и пульсирующий по величине ток.
Подключенный к разряднику вольтметр V, при частоте около 3 кГц и напряжении 60 В на входе трансформатора, показывает перед пробоем 10-20 кВ. Установленный вместо него амперметр регистрирует ток в десятки микроампер.
На этом “ чудеса” с вилкой Авраменко не заканчиваются. При сопротивлениях R1=2-5 МОм и R2=2-100 МОм наблюдаются странности при определении выделяющейся на последнем мощности.
Измерив (по общепринятой практике) ток магнитоэлектрическим амперметром А и напряжение электростатическим вольтметром V, перемножив полученные величины, получаем мощность много меньше той, которая определяется точным калориметрическим способом по тепловыделению на сопротивлении R2. Между тем, по всем существующим правилам, они должны совпадать. Объяснения тут пока нет.
Усложнив схему, экспериментаторы передавали по линии Л мощность, равную 1,3 кВт. Это подтвердили три ярко горевшие лампочки, суммарная мощность которых составляла как раз названную величину.
Опыт проводился 5 июля 1990 года в одной из лабораторий Московского энергетического института. Источником питания служил машинный генератор с частотой 8кГц. Длина провода равнялась 2,75 м. Интересно, что он был не медным или алюминиевым, которые обычно применяют для передачи электроэнергии (их сопротивление относительно мало), а вольфрамовым! Да к тому же диаметром-15 мкм! То есть электрическое сопротивление такого провода намного превышало сопротивление обычных проводов той же длины.
По идее, здесь должны происходить большие потери электроэнергии, а провод раскалиться и излучать тепло. Но этого не было, пока трудно объяснить почему, вольфрам оставался холодным, какая мощность передавалась по вольфрамовому проводнику, и он не
169
нагревался! То есть линия как бы не имела сопротивления. Так что же она собой представляла “ сверхпроводник” при комнатной температуре?
Есть, конечно, и теоретические предположения, объясняющие результаты опытов. Не вдаваясь в подробности, скажем, что эффект может быть связан с токами смещения и резонансными явлениями-совпадением частоты напряжения источника питания и собственных частот колебания атомных решеток проводника. Между прочим, о мгновенных токах в единичной линии писал еще Фарадей, в 30-х годах прошлого века, а в соответствии с электродинамикой, обоснованной Максвеллом, ток поляризации не приводит к выделению на проводнике джоулева тепла-то есть проводник не оказывает ему сопротивления.
Рис. 4-2-5. 1-генератор мощностью до 100 кВт, генерирующий напряжение с частотой 8 кГц; 2- трансформатор Тесла; 3-термоэлектрический миллиамперметр; 4-тонкий вольфрамовый провод (длина провода 2,75 м, диаметр 15 мкм); 5-“ диодная вилка Авраменко”.
---------------------
Резонансные эффекты Авраменко С.В. Предложен способ и устройство передачи энергии по одному проводу без заземления. От демонстрационной модели устройства к небольшому вентилятору подводиться один проводник, однако вентилятор интенсивно начинает вращаться. Причем энергия на выходе может превышать энергию от источника на входе.
Рис. 4-2-6. Схема передачи энергии по одному проводу.
Из рисунка видно, что, если точкой "В" электрическую схему (вилку Авраменко) с нагрузкой присоединить к проводу, находящемуся под переменным напряжением 10000 В, в контуре вилки начнет циркулировать ток, постоянный по направлению, но пульсирующий по величине, и вскоре из разрядника Р посыплются искры. Когда? Это зависит от величины емкости С, частоты пульсации и размера зазора Р. Вольтметр, подключенный к разряднику, покажет разность потенциалов доходящую до 10-20кВ, а то и до 100-150 кВ. Примечательно, что U2 мало зависит от U1. Подключите вместо разрядника амперметр, и он покажет, что ток в цепи есть.
Способ и устройство для передачи электрической энергии.
Между источником и приемником электрической энергии формируют проводящий канал методом фотоионизации и ударной ионизации с помощью генератора излучения. Проводящий канал соединяют с источником электрической энергии через высоковольтный высокочастотный трансформатор Тесла, а с приемником -через понижающий высокочастотный трансформатор Тесла.
170