Тесла генератор струму

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Тесла - генератор струму.
(Майбутній поїдач водню).
Нестримне витрачання газу і нафти в світі енергетики має чимось закінчитися. Що чекає попереду енергетику, яке подальший розвиток техніки у цьому напрямі, що очікує нас у найближчому майбутньому, - про це варто подумати разом.
В даний час основними джерелами електроенергії є теплові електростанції (ТЕС), атомні станції, гідроелектростанції, і т.д. Застосовуються й інші більш дрібні джерела електроенергії, такі, як бензо і дізельагрегати, альтернативні джерела енергії, але, як правило, їх застосування обмежене малою потужністю.
На ТЕС весь процес вироблення енергії умовно вкладається в три стадії; спалювання палива, перетворення тепла в тиск пари, обертання паровою турбіною електрогенератора. Кожна з стадій має свій чітко визначений ККД процесу, тому загальний ККД не може бути високим і звичайно не перевищує 45%, і це в найкращому випадку. Звідси виходить, - спалюючи 100 кубометрів газу ми використовуємо на вироблення електроенергії тільки 45 кубометрів, інші 55 вилітають у «трубу» в повному і переносному сенсі слова. А це екологічні забруднення навколишнього середовища, з урахуванням найширшої мережі ТЕС в Росії і в світі, а з плюсом автомобільних вихлопів - екологічне лихо атмосфери. Вона для всіх нас лише одна, і знизивши забруднення атмосфери, ми допоможемо тільки самим собі.
Була серйозна спроба виправити становище за допомогою отримання електрики за допомогу магнітогідродинамічної перетворення. Тут, аналогічно ТЕС, спалюється газ і направляється в сопло з сильними магнітами, де за рахунок розділення в магнітному полі розпеченого потоку на іонну і електронну складові отримують безпосередньо електроенергію (іон це атом без зовнішнього електрона). Принцип процесу дуже економічний з ККД до 60%, оскільки виключаються всі механічні процеси, проте електроди, що знімають струм з високотемпературного газу, плавляться, в результаті широкого використання не виходить. У тому і іншому випадку винна висока температура.
Використання паливних елементів для отримання електрики при низьких температурах - дуже хороша ідея, принципово показана на рис 1.

На водневому електроді атоми віддають електрони на дроти, а кисневі атоми на своєму електроді схоплюють ці електрони з дротів і пересичені зустрічають в електроліті водородікі, утворюючи Н 2 О. У даному випадку досягається ККД майже до 70%. Однак застосування дорогих металів платинової групи на електродах і їх отруєння після певного терміну дії, «зводять нанівець» всі переваги такого методу. Треба відзначити, що і в даному випадку реагують гази навмисно діляться на 2 іонних і 1 електронний потоки. Іонні потоки замикаються в електроліті при низькій температурі, отримуючи воду, а з електронного потоку в проводах знімається необхідна корисна електричне навантаження (показана електродвигуном).
Чомусь не багато хто уявляє собі ясно, що вся енергія хімічних реакцій закладена природою в силі хімічних зв'язків між молекулами і атомами, - у пружинках зв'язків [1]. Будь-яка хімічна реакція супроводжується зміною сили хімічних зв'язків, тому тепло або виділяється, або навпаки, вимагає для реакції нагріву полум'ям. Розглянемо це питання більш конкретно.
Для прикладу візьмемо пробірку з сумішшю газів водню з киснем. Якщо вона буде стояти в темному місці, то реакції не відбудеться і за сотні років. Підірвати суміш можна трьома способами. Перший - якщо внести в пробірку полум'я свічки, другий - якщо опустити туди платинову зволікання, і третій спосіб - просвітити пробірку яскравим світлом або електромагнітної хвилею заданої частоти. Так от сьогоднішні електростанції користуються першим випадком, - запалюють газ у топці свічок. Полум'я в топці є каталізатором всіх хімічних реакцій відбуваються там. Другий спосіб, - платинова зволікання - служить каталітичним методом ведення хімічних реакцій. Завдяки каталізаторам можна навіть змінювати напрямок багатьох хімічних реакцій в заданому напрямку і на виході отримувати той чи інший необхідний продукт. Це здається дивним. Секрет каталізу для багатьох і сьогодні залишається загадкою, хоча в принципі нічого секретного тут немає. У будь-якій речовині, в металах, напівпровідниках і діелектриках існують так звані плазмові коливання від колективної «штовханини» зовнішніх, валентних електронів. Фізично це звичайна електромагнітна хвиля від зазначених електронів зі строго заданою частотою коливань, що існує тільки всередині речовини. При уважному розгляді роботи платини на електроді паливного елемента виявилося, що плазмові коливання на поверхні платини майже найвищі для металів і складають приблизно 4,5 еВ. «Висовуючись у вікна» кристалічної решітки на поверхні, плазмові мови каталізатора своєю частотою виробляє резонансне розгойдування хімічних зв'язків молекул і атомів біля електродів до стану розриву. А отруєння платинових електродів, яким страждають всі паливні елементи, є результат окислення самої поверхні платини з часом, тут вже з'являється змінена плазмова частота з іншого характеристикою через домішки, впроваджених на поверхні.
Особливо розглянемо третій спосіб, і назвемо його резонансним. Так ось третій-резонансний спосіб ведення хімреакцій в принципі виявився основним і ведучим, оскільки в полум'ї свічки завжди присутній широкий спектр частот і в ньому обов'язково є смужка частоти необхідна для розриву хімічних зв'язків для початку реакції взаємодіючих реагентів. Тому пробірка з сумішшю і вибухає. Підрахуємо частоту електромагнітної хвилі для розриву молекули водню. Хімічна зв'язок 2 х водородов становить 4,38 еВ (7 х 10 -19 Дж) енергії. Якщо її поділити на найменшу порцію енергії в природі (цеглинка енергії) звану постійної Планка рівну 6,6 x 10 -34 Дж, тоді отримаємо частоту коливань 1, 06 х 10 15 Гц. Тобто якщо опромінювати молекулу водню строго заданою частотою 1,06 х 10 15 Гц, вона розгойдатися і розсиплеться на атоми, що і роблять плазмові коливання платини на поверхні електрода. У кисню для розвалу молекули на атоми необхідна частота в розмірі 1,23 х 15 жовтня Гц, з чим легко справляється поверхнева частота плазмових коливань металу родію. На побутовому прикладі це можна уявити собі таким чином. Для підняття дитини вагою 15 - 20 кг на висоту, скажімо, 2 метри, будь-якої матері потрібно досить пристойна сила. Мати - геркулеска, якщо вона тренована, може підняти таку дитину разів десять, п'ятнадцять. Але якщо дитину посадити на гойдалки, то звичайна мати здатна підкинути свою дитину на цю висоту і 100, і 200 разів, без великої напруги, розгойдуючи гойдалки простим підштовхуванням в такт руху, тобто дотримується резонансні умови подібно каталізатору. Якщо качати довго і з достатньою силою, тоді качель може перевернутися через верхню мертву точку, що відповідає розриву хімсвязі. У цей момент атоми в силу природного відштовхування розлітаються в сторони у збудженому стані, т, е. стають хімічно дуже активними. У природі хімічних зв'язків є ще одна дуже тонка особливість. Якщо перед резонансним опроміненням електромагнітної хвилею попередньо розтягнути пружинки хімсвязей, помістивши молекулу в сильне електричне поле, скажімо конденсатора, тоді частота впливу може бути зменшена, і чим сильніше прикладена полі, тим менше частота резонансу зв'язку. При досить сильному полі пружинка взагалі лопається, тобто хімічні зв'язки рвуться в молекулах газу. Це ми на власні очі бачимо у вигляді яскравого свічення під час розряду блискавки в атмосфері землі, в коронних розрядах на високовольтних лініях електропередачі, при електрозварювання і т.д. Зірвані блискавкою з молекул і атомів повітря електрони хімічних зв'язків скидають запасену від неї надлишкову енергію у вигляді невеликих електромагнітних хвиль і повертаються до своїх покинутим «родичам-молекулам», що візуально і спостерігаємо у вигляді яскравого спалаху електричного розряду. Розуміючи викладене, цілком природно напрошується бажання раціонально використовувати резонанс і поле для отримання електрики при кімнатних температурах середовища. Для цього підберемо відповідний необхідним умовам агрегат.
Більше ста років відомий незвичайний апарат - трансформатор Тесли, а точніше - котушка Тесли. Виріб вельми неординарна, зроблене генієм з розрахунком використання на 200 - 300 років вперед.
Тут немає звичного трансформаторного заліза, але є, як і годиться дві обмотки - первинна, що працює від мережі, і всередині неї розташована вторинна з великим числом витків. За рахунок многовітковой вторинки можна отримувати мільйонні напруги при малій витраті енергії. Наприклад, любителі котушок Тесли (виявляється, є й такі в Москві) на високовольтному трансформаторі від телевізора при потужності всього 40 Ватт отримують подібним методом до 200 -500 кіловольт напруги для вилучення різнокольорових і дуже красивих розрядів розміром до декількох метрів. У звичайних трансформаторах такої ж потужності отримати подібне практично неможливо. Причому високовольтний розряд може виходити просто в атмосферу у вигляді корони (у старовину називалися вогнями святого Ельма) або ж у вигляді довгих рухливих розрядів на найближчі заземлені предмети. Причому розряди відбуваються з певною, заданої параметрами схеми частотою і іншими, кратними їй частотами. Високовольтний розряд характерний тим, що в ньому завжди присутній цілий спектр сильних електромагнітних частот здатних розколювати практично всі види газових молекул незалежно від їх стійкості. Про це говорить темно-синій колір з зеленуватим відтінком випромінюваної корони.
Якщо в таку корону біля вістря вторинної обмотки подати струмінь водню (або інший паливний газ), тоді молекули будуть автоматично, в силу резонансу, розсипатися на окремі атоми, а вони, у свою чергу, віддадуть зовнішні електрони на вістрі вторинної обмотки і підуть у вигляді іонів в корону. Тут на кінчику голки напруженість електричного поля надто висока. Правда, для повноцінного процесу на вторинну обмотку перед вістрям треба поставити випрямляч (діод) з позитивним потенціалом на вістрі, тоді мінлива напівхвиля струму буде зберігати частоту розвалу молекули, а постійна складова струму розганяти безелектронние атоми в напрямку від голки. У результаті ми отримаємо корону світіння, тобто високошвидкісний потік з позитивних атомів водню просто у простір.
Далі візьмемо другий котушку Тесли і у вторинній обмотці поставимо теж діод тільки з негативним полюсом на вістрі. Трубочкою під вістря подамо кисень (чи повітря). З грозових розрядів відомо, що кисень повітря легко приймає зайві електрони на свої атоми і утворює негативні атоми. Ось такий потік негативних киснів, зривається з вістря негативного кінця другої котушки Тесли, можемо направити на позитивний потік іонів водню (рис.2). У результаті активний кисень із зайвою електроном з жадібністю накинеться на водневих сусідів, і утворюються молекули води Н 2 О і теж майже при кімнатній температурі. Нам залишається тільки з'єднати другі, нижні кінці вторинних обмоток обох котушок Тесла на корисне навантаження, тобто на лампочки або електродвигуни. Виходить, як і у паливного елемента; іонні потоки палива і окислювача йдуть у своїх напрямках на замикання, утворюючи струмовий ланцюг, а електронний потік з вістря перший котушки Тесли рухається по вторинній обмотці вниз, далі, з корисного навантаження переходить на нижній кінець другої котушки Тесли . А вже по ній електрони піднімаються на вістря для приєднання до кисневих атомів. Утворилося замкнуте кільце обертання електричного струму так само як і в паливному елементі. Виходить електростанція з палива та окислювача при кімнатній температурі.

І все це завдяки просторовому розділенню іонних і електронного потоків. Сам Тесла робив свої котушки дуже великими і маленькими, значить, ми можемо будувати на цій основі і великі і малі генератори струму за бажанням замовника. Перетворити одержуваний постійний струм в змінний з частотою 50 Герц для сучасної апаратури не представляє великої праці, оскільки промисловістю випускаються апарати звані інверторами. Важливо зрозуміти, що в даному процесі ми можемо отримувати електроенергію з ККД рівним 90% і навіть трохи вище, оскільки тут витрата енергії відбувається тільки на корону високої напруги. Інших втрат практично немає. І чим потужніший установка, тим економічніше перетворення, тому що витрати на корону слабо залежать від вироблюваної потужності.
Для експериментальної перевірки кожним бажаючим працездатності даного Тесла-генератора струму по частині виготовлення розумно порадити наступне. Виготовлення найпростіше, котушки Тесли робляться любителями прямо на кухні, що називається «на коліні», намотування ведеться проводом на звичайну водопровідну пластмасову трубу. Єдина складність - діоди на високі напруги вище 15 кіловольт промисловістю не випускаються. Будувати великі випрямні мости для напруги, скажімо 300-500 кіловольт з силою струму 20 Ампер, з слабеньких діодіков просто не розумно, тому можна виготовити свій випрямляч згідно рис.3. Діод є стрижень з нержавіючої сталі з голочками у вигляді їжачка і поміщений в пористий керамічний циліндр, на який зовні намотана дріт. Позитивна складова змінного струму з голок через пори кераміки добре проходить на обмотку, а от назад з обмотки зворотна хвиля струму йти не може, оскільки поверхня дроту в керамічних порах іонізувати газ не в змозі, тобто струм змушений йти через кераміку тільки з вістря голок - чітко в одному напрямку. Тому висновок з обмотки є плюсом діода (другий кінець обмотки дроту не використовується). Діод такої конструкції може працювати на десятки і сотні Ампер за бажанням конструктора, не боячись високих напруг.
Конструкція джерела струму на основі котушок Тесли допускає використання і водню, і будь-якого виду газоподібного палива.
Поки, на перший період розвитку даної техніки, Тесла-генератор відкриває широкі можливості з переробки побутових відходів безпосередньо в електрику. Навколо міст скупчилися величезні звалища сміття. Причиною цьому є те, що адміністрація звалищ вимагає грошову плату з водіїв, що привозять на машинах відходи з вулиць, тому багато шофера воліють звалювати ношу машин в затишних куточках в найближчих лісах і біля річок. Через звалищ не стало грибів і ягід в Підмосков'ї, а ті, що ще з'являються, отруєні попередніми відходами. Адміністративна боротьба з порушниками ведеться порівняно мляво, оскільки потрібний високооплачуваний штат співробітників, а у міст і без того не вистачає бюджетних коштів. Ось якщо з водіїв не брати гроші, а навпаки, платити їм за кожну привезену автомашину певну суму, тоді весь процес повернеться назад. Водій, щоб заробити, буде підбирати весь валяється сміття біля доріг, і відвозити на звалище. Подібний режим роботи сміттєзвалища можна організувати продажем електричної енергії від спалювання сміття того ж місту. Отут і потрібний всеїдний джерело струму, здатний переробляти будь газоподібне паливо з високим ККД на електрику. Газогенератори з переробки відходів в газ (дим), який необхідний для цього джерела струму, випускаються промисловістю. Потрібно тільки пам'ятати, що дим є відмінним горючою речовиною. На цьому принципі раніше їздили автомобілі на дорогах багатьох країн та трактори в ліспромгоспу. З часом і електростанції будуть використовувати даний метод переробки газу-палива в електрику вже з великими Тесла-пристроями. Метод дуже економічний і допускає «поїдати» будь-яке природне, навіть найдешевше паливо, включаючи і відходи людського організму. Біля міста Істра є парк великих Тесла-трансформаторів. Якщо не полінуватися адміністрації, тоді можна виготовити хороший джерело струму для всього міста буквально за невеликі гроші.
Питається, а чому випробувані неодноразово паливні елементи в практичному використанні з такими труднощами пробивають собі дорогу. Справа в тому, що основний споживач, де можна вигідно застосувати гідності джерела електрики є найпоширеніший на сьогоднішній день об'єкт - це автомобіль. Але, в силу наполегливої ​​праці багатьох поколінь конструкторів бензиновий двигун досяг досить високого досконалості за частиною ваги, (хоча ККД його нижче 30%) і конкурувати з ним у цьому плані електромобіль не може. Якщо ми ставимо на автомобіль паливний елемент, тоді колеса в рух повинен призводити електродвигун, а він за вагою конструкції аналогічної потужності важче бензинового, і який би хороший не був джерело струму - конкуренції не буде. Тим же недоліком буде страждати і Тесла-генератор струму, хоча у нього вага менша паливного елемента в кілька разів.
В інтернеті з'являється багато повідомлень про використання води замість бензину на автомобілях. Їздити на чистій воді та отримувати на вихлопі теж чисту воду здається цілковитим абсурдом для нормальної людини. Однак давайте подивимося на цей процес з енергетичної сторони. При гальванічному способом розкладання двох молекул води на водень і кисень в електролітичній ванні потрібно затратити енергії приблизно 14,2 еВ. При зворотної реакції, тобто при хімічній взаємодії атомів водню з атомами кисню (згоряння), при утворенні 2 молекул води виділяється приблизно 6 еВ. І якщо ми будемо одержувати водень із води класичним електролізом і використовувати в топці або на електромобілі, тоді 14,2 - 6 = 8,2 еВ. - Будемо працювати собі на збиток. При електродинамічному (у нашому випадку резонансному) способом розкладання води по КАНАРЬОВА Ф.М. з Краснодару [2] необхідно всього лише 0,74 еВ. Різниця в кількості 6 - 0,74 = 5,26 еВ. дає можливість використовувати воду як джерело енергії. Розпад води на водень і кисень треба робити не електролізом води, який виконує функцію матері-геркулескі, а опромінювати пари води електромагнітної хвилею заданої частоти рівною 1,87 х 10 14 Гц, нехай по потужності навіть слабенькою, подібно плазмовим коливань каталізатора.
Закінчуючи, необхідно особливо відзначити; досягти найвищого розвитку водневої енергетики в автомобілях - для багатьох це здасться неймовірним - можливо тільки за допомогою надпровідності при кімнатній температурі. Зі створенням кімнатного надпровідника електродвигуни не будуть потребують важкому трансформаторному залозі для посилення магнітного потоку, що зараз використовується, а перетворяться просто в звичайні диски. Вмонтувавши їх в колеса автомобіля, ми позбавимо його від коробки зчеплення, коробки передач і навіть від трансмісії, яка сьогодні вкрай не замінна. Такі двигуни вже є, але працюють тільки як досвідчені зразки при дуже низьких температурах.
Судячи з останніх матеріалами інтернету, наукове співтовариство вже наблизилася до сприйняття розуміння нової концепції теорії надпровідності і зараз, при оголошенні вільного конкурсу на отримання кімнатного надпровідника з солідною грошовою премією і з широким висвітленням у пресі і на телебаченні, завдання буде вирішено в найкоротші терміни (ймовірно навіть до 2011 року).
Наша з вами першочергове завдання всіляко сприяти цьому. Ось тоді й піде справжнє, бурхливий розвиток водневої енергетики без всяких підганянь з боку урядів і різних фірм. Кадри для неї у світі є достатньо підготовлені. Катаргін Рудольф Клавдійович, інженер - електрик.

Література:
1.Г. Грей. Електрони і хімічний зв'язок. М. Світ. 1967.
2.Ф.М. Канари. журнал «Нова енергетика», № 3 травень-червень, 2003.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Стаття
40.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Тяговий генератор змінного струму ГС501АУ1
Генератор електричних іскор генератор нових ідей
Аналіз складних електричних ланцюгів постійного струму та однофазного змінного струму
Тесла компресор
Електрогенератор Нікола Тесла
Нікола Тесла - чорнокнижник ХХ століття
Нікола Тесла Nikola Tesla Геній одинак ​​або безумець випередив сво брешемо
Нікола Тесла Nikola Tesla Геній-одинак ​​або безумець який випередив свій час
Універсальний генератор
© Усі права захищені
написати до нас