În natură, există o sursă alternativă cu totul unică de energie, ecologice, regenerabile, ușor de utilizat, care nu este încă folosit oriunde. Sursa acestui - potențial electric atmosferic.
Planeta noastră într-un sens electric este similaritatea condensator sferic încărcat la aproximativ 300.000 de volți. Sfera interioară - suprafața Pământului - este încărcată negativ, sfera exterioară - ionosfera - pozitiv. Carantina este atmosfera Pământului (Figura 1).
Prin atmosfera continuu curge curenți ionici și convective de scurgere condensator, care ajunge la mai multe mii de Amperi. Dar nu a redus, în ciuda acestui fapt diferența de potențial dintre plăcile condensatorului.
Și acest lucru înseamnă că în natură există un generator (G), care în mod constant de scurgere replenishes de încărcare de pe plăcile condensatorului. Astfel, generatorul este un câmp magnetic al pământului. care se rotește împreună cu planeta noastră în fluxul de vânt solar.
Pentru a profita de energia acestui generator, trebuie să-l conectați într-un fel la un consumator de energie electrică.
Conectați-vă la polul negativ - Pământ - simplu. Este suficient pentru a face o pregătire corespunzătoare. Conectați-vă la polul pozitiv al generatorului - ionosfera - o problemă tehnică dificilă, soluția pe care o vom face.
Ca și în cazul oricărui condensator încărcat, în condensator nostru la nivel mondial există un câmp electric. Intensitatea acestui câmp este foarte inegal distribuit înălțime: este maximă la suprafața Pământului și este de aproximativ 150 V / m. Cu o înălțime de aproximativ scade exponențial și la o altitudine de 10 km este de aproximativ 3% din suprafața Pământului.
Astfel, aproape tot câmpul electric este concentrată în atmosfera inferioară, suprafața Pământului. vectorul rezistenței E. câmp terestru E îndreptată în general în jos. În discuția sa, vom folosi doar componenta verticală a vectorului. Câmpul electric al Pământului, la fel ca orice câmp electric acționează asupra taxei cu o anumită forță F, care se numește forța Coulomb. Dacă vom multiplica cantitatea de încărcare pe puterea e. câmp la acest punct, atunci vom obține doar amploarea forței Coulomb Fkul. Această forță Coulomb împinge sarcinile pozitive sunt în jos pe pământ, iar negativ - în sus în nori.
Un conductor într-un câmp electric
Se va instala pe suprafața catargului de metal pământ și la pământ ei. Câmpul electric extern începe imediat să se miște sarcini negative (electroni de conducție) în sus spre partea de sus a catargului, creând un exces de sarcini negative acolo. Un surplus de sarcini negative pe partea de sus a catargului va crea domeniul său electric îndreptat spre câmpul magnetic extern. Vine un moment în domeniu va fi egală în mărime, iar mișcarea electronilor este oprită. Acest lucru înseamnă că, într-un conductor care este confecționat dintr-un catarg, un câmp electric este zero.
Deoarece legile muncii electrostatica.
Acum este ușor să se calculeze diferența de potențial dintre pământ și vârful catargului, indus de un câmp electric extern (Fig.2.).
Să înălțime catarg h = 100 m. Înălțimea medie a EAV puterea Mast. = 100 V / m.
Apoi, diferența de potențial (forță electromotoare) între Pământ și vârful catargului va fi numeric egal cu: U = h * Eav. = 100 m * 100 V / m = 10.000 de volți. (1)
Aceasta este - o diferență de potențial foarte real, care poate fi măsurat. Cu toate acestea, voltmetru obișnuit la firele nu pot fi măsurate - în firele există aceeași FME ca în catarg, iar voltmetrul arată 0. Această diferență de potențial este direcționat opus vectorului intensitatea câmpului electric E al pământului și tinde să împingă electronii de conducție din partea de sus a stâlpului sus în atmosferă. Dar acest lucru nu se întâmplă, electronii nu pot părăsi conductorul. Pentru electroni suficientă energie pentru a părăsi sârmă, care se face de la catarg. Această energie se numește funcția de lucru a unui conductor de electroni, cât și pentru cele mai multe metale, este mai mică de 5 volți de electroni - valoarea este foarte mică. Dar electronul în metalul nu poate dobândi o astfel de energie între coliziunile cu rețeaua cristalină de metal și, prin urmare, rămâne pe suprafața conductorului.
Se pune întrebarea: ce se va întâmpla cu un ghid dacă ne va ajuta în exces taxa pe partea de sus a catargului să părăsească acest ghid?
Răspunsul este simplu: o sarcină negativă la masthead diminua câmpul electric extern nu trebuie să fie compensate în cadrul pilonului și începe din nou să se deplaseze electronii de conducție până la capătul superior al pilonului. Prin urmare, fluxurile de curent mast. Și dacă putem elimina definitiv în exces tarifele la vârful catargului, acesta este în mod constant curge curent. Acum este suficient să taie catarg în orice locație convenabilă și ne va permite să se încarce (consumator de energie) - și centrala electrică este gata.
Figura 3 este o diagramă schematică a unei centrale electrice. Sub influența câmpului electric al pământului din electronii de conducție la sol se deplaseze prin sarcină pe catarg și în continuare până catarg la emițător, care îi eliberează de suprafața superioară a stâlpului metalic, și le trimite în formă de ioni să plutească liber asupra atmosferei. Câmpul electric al Pământului, în deplină conformitate cu legea lui Coulomb le ridică în sus, atâta timp cât acestea sunt în calea nu va fi neutralizată de ioni pozitivi, care merg întotdeauna în jos din ionosfera sub influența aceluiași câmp.
Astfel, ne-am închis circuit electric între electrozii condensatorului electric la nivel mondial, care, la rândul său, este conectat la generatorul G, și încorporate în acest consumator de energie de circuit (de sarcină). Rămâne de a rezolva o întrebare importantă: cum să eliminați excesul de taxele de masthead?
Cel mai simplu emițător poate fi un disc plat din tablă, cu o multitudine de ace dispuse pe circumferința sa. El a „plantat“ pe axa verticală și antrenat în rotație.
La rotirea discului de intrare sparge electronii de aer umed cu ace sale și, astfel, îi exonerează de metal.
Centrala electrică cu un emițător similară există deja. Cu toate acestea, energia nu se folosește, cu ea luptă.
Aceasta - elicopterul, care transportă pe structura metalică Sling lung de metal pentru montarea clădiri înalte. Are toate elementele centralei electrice prezentate în Figura 3, cu excepția utilizatorului energie (sarcina). Emitor lame elicopter sunt șuruburi care sunt suflate de un curent de aer umed, catargul este curele lungi din oțel, cu structura metalica. Și muncitorii care instalează această structură în loc, știe că să-l atingă cu mâinile goale este imposibil - „șoc electric“. Și deysvitelno, ei sunt în acel moment devine o sarcină în puterea de circuit.
Desigur, există alți emițători de proiectare, mai eficiente, sofisticate, bazate pe diferite principii și efecte fizice, a se vedea. Fig. 4-5.
Emițător sub forma produsului finit nu există acum. Toată lumea interesați de această idee sunt obligați să le construiască emițătorul.
Următoarele structuri emitor apar cele mai promițătoare.
Primul exemplu de realizare emitor de execuție
Molecula de apă are o polaritate bine definită și poate capta cu ușurință un electron liber. Dacă lovitură de abur încărcat negativ placa de metal, vaporii se vor apuca de pe suprafața plachetelor, electronii liberi și să le transporte cu el. Emițătorul este o duză cu fantă, care este plasat de-a lungul izolat electrod A și care este alimentat cu un potențial pozitiv dintr-un electrod sursă A și I. muchii ascuțite formează o mică capacitate încărcat duză. electroni liberi sunt colectate la marginile ascuțite ale duzei sub electrod izolat pozitiv A. care trece prin duza de abur din duza pauze electronii margini și le transportă în atmosferă. Fig. 4 este o vedere în secțiune longitudinală a acestei construcții. Deoarece electrodul A este izolat din mediul extern, un curent de circuit emf sursă nr. Și este nevoie de acest electrod aici numai la margini ascuțite, împreună cu duza pentru a crea un decalaj în acest câmp electric puternic și electronii se concentreze pe conductivitatea marginilor duzei. Astfel, electrodul A la potențialul pozitiv este un fel de un electrod de activare. Schimbarea la potențialul său, este posibil pentru a obține valoarea dorită a curentului emitor.
Există o întrebare foarte importantă - cât de mult abur trebuie să fie depuse prin duză și nu se întâmplă, astfel încât toată stația de energie va trebui să-și petreacă pe transformarea apei în abur? Desenați un mic număr de.
Intr-o apa grammolekule (18 ml) a conținut 6,02 * 1023 molecule de apă (numărul lui Avogadro). Încărcătura unui electron este de 1,6 x 10 (- 19) Coulomb. Prin multiplicarea acestor valori, se constată că 18 ml de apă poate găzdui 96.000 coulombi de încărcare electrică și 1 litru de apă - mai mult de 5 000 000 coulombi. Aceasta înseamnă că, la un curent de 100 A, un litru de apă este suficientă pentru a acționa instalația timp de 14 ore. Pentru a vaporiza această cantitate de apă va necesita un procent foarte mic din energia produsă.
Desigur, atașați la fiecare moleculă de apă de electroni - sarcină greu realizabil, dar noi suntem aici pentru a determina limitele, care pot fi abordate în mod constant prin îmbunătățirea tehnologiei de proiectare și de dispozitiv.
În plus, calculele arată că energetic mai favorabile nu sufla prin perechile de duze, iar aerul umed prin ajustarea conținutului de umiditate în domeniul dorit.
În al doilea rând de execuție emițător Variantei
Pe partea de sus a stâlpului este montat un vas metalic cu apă. Vasul a fost conectat la un contact fiabil catarg metalic. In mijlocul vasului este instalat tub capilar de sticlă. Nivelul apei din tub este mai mare decât în vas. Acest lucru creează un efect electrostatic al vârfului - în partea superioară a tubului capilar creează o concentrație maximă a încărcăturii și intensitatea maximă a câmpului electric.
Sub influența câmpului electric în creșterea de apă capilară și să fie pulverizat în picături fine, care transportă cu ea o sarcină negativă. La un anumit mic fierbe apa amperaj în tubul capilar, și are perechi de taxe vor lua. Acest lucru ar trebui să crească curent emițător.
Acest vas se poate instala mai multe tuburi capilare. Cât de multă apă este necesar - a se vedea calculele de mai sus ..
A treia opțiune emițător de performanță. Spark emițător.
În diferența defalcare scânteie, împreună cu scânteia sare din norul de electroni conducta de metal.
Figura 5 este o diagramă a unui circuit emițător scânteie. De puls negativ de înaltă tensiune impulsuri generatorului sunt aplicate la catarg, pozitiv - pentru un electrod care formează un eclator cu partea superioară a stâlpului. Rezultatul este ceva de genul bujie auto, dar aparatul este mult mai ușor.
generator de impulsuri de înaltă tensiune, în principiu, puțin diferit de obicei gaz de uz casnic de producție din China brichetă alimentat de la un baterii penlight.
Principalul avantaj al acestui dispozitiv - capacitatea de a regla curentul prin frecvența de descărcare emițător, magnitudinea eclator, este posibil să se facă mai multe eclatoarele și așa mai departe.
Generatorul de impulsuri poate fi instalat în orice locație convenabilă, nu neapărat la masthead.
Dar există un dezavantaj - scânteile creează interferențe. plasă cilindrică Prin urmare, vârful catargului cu Eclatoarele trebuie sa fie analizate izolate în mod necesar de catarg.
Executia emitor a patra opțiune,
O altă posibilitate - de a crea emițător pe principiul emisiilor directe de electroni din materialul emițător. Acest lucru necesită un material cu funcție de electroni de lucru foarte scăzută. Aceste materiale nu sunt noi, de exemplu, o pastă de oxid de bariu-0.99 eV. Poate că acum există ceva mai bun.
În mod ideal ar trebui să fie o cameră supraconductori de temperatură (RTSC), care nu există în natură. Dar, în conformitate cu diferite rapoarte, el este în curând să apară. Aici toate speranță pentru nanotehnologie.
Doar pus pe partea de sus a piesei Mast supraconductibilității temperatura camerei - emițător și gata. Trecând prin supraconductor, electroni întâmpină nici o rezistență și rapid dobândește energia necesară pentru eliberarea metalului (aproximativ 5 eV).
Și un alt punct important. Conform legilor electrostatica iapryazhennost câmpului electric al pământului este mai mare la altitudini mai mari - .. Pe dealurile, dealuri, munți, etc. În depresiuni, cavități și adâncituri este minimă. Prin urmare, un astfel de dispozitiv este mai bine să se bazeze pe cele mai înalte locuri, și departe de clădiri înalte sau de a le instala pe acoperișurile cele mai înalte clădiri.
O altă idee bună - pentru a ridica conductorul cu ajutorul unui balon. Emitor, desigur, trebuie să fie instalat pe partea de sus a balonului. Într-un astfel de caz, este posibil să se obțină o capacitate suficient de mare pentru emisia spontană de electroni dintr-un metal, dându-i forma otriya și, prin urmare, nici emițători complicate în acest caz nu este necesară.
Există o altă ocazie bună pentru a obține emițător. In industrie, vopsea electrostatică metalic aplicat. Vopseaua atomizat evadarea din nebulizator, poartă o sarcină electrică, și în care metalul depus pe vopsi la care taxa de semn opus. Tehnologia a lucrat.
Un astfel de dispozitiv, care încarcă vopseaua de pulverizare este tocmai acest emițător e. taxe. Rămâne doar să-l adapteze la aparatul descris mai sus și înlocuiți vopsea de apă, în cazul în care există neobhodimomt în apă.
Este posibil ca umiditatea este întotdeauna în aer, va fi suficient pentru emițător.
Este posibil ca în industria există alte dispozitive similare, care pot fi ușor convertite în emițător.
Ca rezultat al acțiunilor noastre, ne-am conectat consumator de energie la generatoarele de energie electrică la nivel mondial. La polul negativ - Pământ - ne sunt conectate printr-un conductor metalic convențional (pământ), iar la polul pozitiv - ionosfera - cu ajutorul unui ghid foarte specific - curent de convectie. curenți convectivi - sunt curenți electrici, cauzate de un transfer ordonat de particule incarcate. În natură, acestea sunt comune. Aceste convenționale jeturi convective ascendente care transporta sarcini negative în nor, și ea burlane (tornado). sunt târât la sol sarcini pozitive puternic încărcate nor de masă, iar acest aer în creștere în zona de convergență intratropical, care transporta o cantitate mare de sarcini negative în troposfera superioară. Și acești curenți ajunge la valori foarte ridicate.
Dacă vom crea un emițător foarte eficient, care va fi în măsură să elibereze din partea de sus a catargului (sau mai multe catarge), să zicem, 100 pandantive taxe pe secundă (100 amperi.), Capacitatea centralei va fi construit de noi la 1000 000 wați sau 1 megawatt. Este demn de putere!
O astfel de instalație este de neînlocuit în așezările izolate, stații meteorologice și alte locuri îndepărtate de civilizație.
• Din cele de mai sus putem trage următoarele concluzii:
• Sursa de alimentare este extrem de simplu și ușor de utilizat.
• Ieșirea este forma cea mai convenabilă de energie - energie electrică.
• Sursa ecologic: nu emisii, nici un zgomot, etc.
• Instalarea este extrem de simplu de fabricat și să mențină.
• prețuri extrem de mici primite de energie și o serie de alte avantaje.
Câmpul electric este supusă fluctuațiilor Pământului: ea este mai puternică în timpul iernii decât în timpul verii, în fiecare zi se atinge un maxim la 19 ore GMT, este, de asemenea, depinde de condițiile meteorologice. Dar aceste fluctuații nu depășesc 20% din valoarea medie a acestuia.
În unele cazuri rare, această intensitate a câmpului poate fi crescut de mai multe ori, în anumite condiții meteorologice.
În timpul furtunilor el.pole variază în limite largi și se pot schimba în direcția opusă, dar aceasta se produce într-o mică zonă direct sub celula furtuna.