În natură, există o sursă de energie alternativă unică. eco-friendly, regenerabile, ușor de utilizat, care nu este încă folosit oriunde. Această sursă - câmp electric al Pământului.
Ceea ce urmează descrie o metodă de obținere a energiei din această sursă. Metoda se bazează pe proprietățile câmpului electric al Pământului și legile de bază ale electrostatica.
electricitate atmosferică
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. (Fig.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, un generator este câmpul 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. numită Coulomb vigoare. 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.
Câmpul electric al Pământului este un câmp potențial precum și orice e-mail. câmp. Fiecare punct al câmpului corespunde potențialului lor. Puncte cu același potențial suprafețe sub formă echipotentiale.
Un conductor într-un câmp electric
Stabili pe suprafața firului metalic vertical pământ și măcinat. Să punctul de conductor superior este pe la un anumit nivel, potențialul U E. câmp magnetic terestru. Câmpul electric al Pământului, în conformitate cu legile de electroni electrostatica de conducție începe să se miște în sus, până la punctul superior al conductorului, creând un exces de sarcini negative acolo. O astfel de mișcare de electroni va continua atâta timp cât punctul de sus a conductorului nu apar potențial -U. egală în mărime și în semn opus potențial U E. câmp de pământ, pe care punctul superior al conductorului.
Acest -U potențial negativ compensează pe deplin potențialul pozitiv U el.polya Pământului și întregul ghid, inclusiv punctul său de top, dobândește potențialul pământului, pe care le luăm pentru a fi zero.
Dar un exces de sarcina negativa la partea de sus a conductorului va crea domeniul său electric.
Avem un sistem de două e-mail. câmpuri: e. câmpul Pământului E1 și e-mail. câmp taxe suplimentare la partea de sus a conductorului E2.
Fig. 2 prezintă vectorii de tensiune ale acestor domenii.
Vectorii de e-mail. câmp E1 lângă conductor pământ peste tot aceeași magnitudine și direcție.
Vectorii tensiunii electrice. câmp conductor în diferite puncte ale câmpului sunt de diferite magnitudine și direcție. Fig. 2 pe dreapta arată vectorii E2 acel e-mail. câmp. Ele converg la partea de sus a conductorului, în cazul în care electronii de conducție în exces concentrat.
Conform principiului suprapunerii electrice. tensiuni rezultate Domenii de e-mail. câmp egal cu suma geometrică a tensiunii fiecăreia dintre aceste domenii.
Rețineți că sub partea superioară a tensiunii conductorului vectori E1 și E2 din cele două câmpuri sunt îndreptate în direcții opuse. Aici, se anulează reciproc și e-mail conductor. câmp este egal cu zero.
Deasupra partea de sus a vectorilor tensiune conductor din cele două câmpuri sunt îndreptate în aceeași direcție - în jos. Aici ei ori și să dea electric totală de tensiune. câmp.
Dacă adăugăm acești vectori și geometrica desenați linii echipotențiale la fiecare punct în domeniu, vom obține imaginea prezentată în Fig. 3.
Fig. 3 arată numărul total de e-mail. câmp în plan vertical cu secțiune prin fir. Este de remarcat faptul că potențialul conductorului la toate punctele egale cu zero și, în același timp, pe punctul superior al conductorului este concentrată tensiune mult totală E. câmp al Pământului și conductorul.
Este acest e-mail. câmp și tinde să se rupă electronii de conducție din punctul superior al conductorului. Dar electronii suficienta energie pentru a părăsi vehiculul. 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 conductorului de a părăsi conductorul?
Răspunsul este simplu: o sarcină negativă la vârful conductorului este redusă, câmpul electric extern în interiorul conductorului nu va fi compensată din nou și începe să se miște în sus electronii de conducție la capătul superior al conductorului. Prin urmare, curentul va curge prin ea. Și dacă putem elimina definitiv în exces tarifele la punctul superior al conductorului, acesta este în mod constant curge curent. Acum este suficient să taie firul în orice loc convenabil și rândul său, la sarcină (consumator de energie) - și centrala electrică este gata.
Fig. 4 este o diagramă de circuit a unui astfel de instalație.
Sub influența câmpului electric al pământului din electronii de conducție la sol se deplaseze de-a lungul prin conductorul de sarcină și în continuare până la emițător, care îi eliberează de suprafața superioară a conductorului 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 pe calea lor recente descoperiri 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 din partea de sus a conductorului?
Acest lucru necesită un dispozitiv care ar ajuta electronii de conducție de pe conductor - emițător de electroni sau emițător.
Emițătorul poate fi construit pe baza generatorului de înaltă tensiune capacitate mică, care este capabil de a crea o descărcare corona în jurul electrodului emit pe conductorul de sus.
Astfel de generatoare de înaltă tensiune utilizate în ionizator de aer industria dymoulavlivatelyah, instalatii vopsire in camp electrostatic pentru metale și diverse aparate de uz casnic.
Generatorul creează în jurul emițător scânteie de conducere de electroni, de descărcare corona sau încheietura mâinii. O astfel de descărcare de plasmă este un canal conductor prin care electronii de conducție să curgă în jos în mod liber în atmosferă deja sub el.polya Pământ.
Animație și o descriere a unui astfel de descărcare aici.
În acest scop, puteți utiliza un transformator sau bobina Tesla.
În 1891, Nikola Tesla a creat celebrul său transformator de înaltă frecvență înaltă tensiune, pe care a folosit pentru experimentele sale și experimente demonstrative.
Acum, acest dispozitiv este numit bobina Tesla (bobina Tesla). În industrie, invenția nu se găsește aplicație. Acesta este folosit în principal pentru toate tipurile de atracții.
În timpul funcționării, bobina în înfășurarea secundară sale generează o tensiune de mai multe milioane de volți, care ionizează aerul și generează diferite descărcări electrice - streamer, scântei sau descărcarea Corona în funcție de tensiunea de intrare.
Canale de aceste evacuări în aer ionizat este un bun conductor pentru conducta de electroni, care tind să scape din sârmă de metal în atmosferă. Și electronii de conducție prin intermediul canalelor de evacuări părăsi cu ușurință conductorul și du-te în aer deja sub e. câmp al Pământului, care este concentrată în punctul superior al conductorului.
Forma și intensitatea bobinei de descărcare poate, în anumite limite să fie ajustat de la slab la arc corona puternic în dependență de e. câmp al Pământului și setarea puterii necesare.
Estimarea capacității de plante
Lăsați conductorul de sus este situat la o altitudine de 100 m. Medie e de intensitate. Înălțimea câmpului Eav conductor. = 100 V / m.
Apoi, diferența de potențial e. câmp între conductorul și punctul de sus ar fi numeric egal cu:
Exact aceeași valoare este negativă și capacitatea de compensare la partea de sus a conductorului. Aceasta - o diferență de potențial foarte real între conductorul sol și punctul de sus, care poate fi măsurat. Cu toate acestea, voltmetru obișnuit la firele nu pot fi măsurate - în firele există aceeași FME ca un conductor, iar voltmetrul arată 0.
Curentul într-un conductor depinde în mare măsură de eficiența lucrărilor de emitere. Dacă folosiți emițătorul, putem obține un curent de 10 A. puterea deplină a unității este de 100 kW.
În funcțiune emițătorul eliberat electronii se acumulează în atmosfera de deasupra emițător și de a crea nor încărcat negativ. E. acest câmp nor este îndreptat împotriva E. câmp al pământului, și se reduce. În prezența crabi nor de vânt și impactul acesteia va fi neglijabil. În absența vântului, norul este îndepărtat numai Coulomb forțele e. câmp peste emițător, formând jet convectiv îndreptate în sus. În acest caz, puterea de a stabili curentul va fi limitat la puterea actuală a fluxului convectiv.
Proprietățile câmpului electric
E. câmp deasupra suprafeței pământului are caracteristicile pe care trebuie să fie luate în considerare.
Deasupra suprafeței suport plană, cum ar fi o mare sau un câmp larg simplu suprafețe echipotențiale sunt aproximativ paralele între ele, așa cum se arată în Fig. 2 din stânga.
Dar, de îndată ce apare conductor de împământare, schimbările de câmp și devine ceva de genul acesta, așa cum se arată în Fig. 3.
Efectul este același ca și în cazul în care ar fi fost un câmp de trandafir și atârnate pe partea de sus a conductorului. Linii Potențialii peste skontsentorirovalis de ghidare, și astfel a crescut vectorul intensitate E. câmp.
În același timp, la baza e-mail conductor. câmp a scăzut. Dacă doi conductori de împământare situat în apropiere unul de altul, e. câmpul va arata ca acest lucru, așa cum se arată în Fig. 6.
Toate e-mail. câmp situat deasupra conductorilor la pământ. Între aceste conductoare la suprafață e. câmp este aproape de zero.
Aceste conductoare sunt copaci, linia e. transport, clădiri înalte, și, desigur, toată casa oraș.
Prin urmare, într-un ghid urban la emițător trebuie să fie ridicat deasupra acoperișurilor clădirilor municipale și toate tipurile de antene, catargelor, copaci, turlele, situat în apropiere. Chiar și mai sigur ridica conductorul și emițător într-un balon.
Pe puterea generatorului la nivel mondial
Această setare selectează putere în generatorul de la nivel mondial.
În acest sens, există o întrebare foarte importantă - ce impact utilizarea pe scară largă pe scară largă a unor astfel de dispozitive în câmpul electric al Pământului?
acest lucru nu va duce la o slăbire a e-mail. Domeniul Pământului?
Nu avem nici o modalitate de a măsura puterea generatorului. Dar dovezi indirecte poate fi evaluată pe baza capacității sale.
Pe Pământ, ravagii în mod constant câteva uragane, furtuni tropicale și o multitudine de cicloane. Conform ideilor moderne și estimări cu privire la o treime din conturile de putere uragan pentru componenta electrică.
Ce este - componenta electrică a puterii uraganului?
putere Hurricane proporțională cu volumul de aer cald și viteza de ridicare în turnul său termic - regiunea centrală a unui uragan.
O astfel de proiskodit de ridicare a aerului, în principal datorită diferenței de densitatea aerului la periferie și un uragan în centrul său - un turn de căldură, dar nu numai. O parte din forța de ridicare (aproximativ o treime) prevede câmpul electric al Pământului.
Vorba e că se evaporă de la suprafața apei furtuna oceanului poartă cu ea un imens sarcini negative kolichesvo.
Din punctul de vedere al furtuna oceanului electrostatic este un domeniu vast, împânzit cu crampoane și nervurile pe care sunt concentrate sarcinile negative și intensitatea e. câmp magnetic terestru. Acest lucru - efectul electrostatic al vârfului.
Evaporarea molecula de apă în astfel de condiții este ușor de prindere și transporta sarcini negative ale propriei lor. Și câmpul electric al Pământului, în deplină conformitate cu legea lui Coulomb, aceste taxe se deplasează forța de ridicare în sus adăugarea de aer.
Și acest plus este de aproximativ o treime din forța totală de ridicare, și, prin urmare, puterea unui uragan. Astfel, generatorul electric la nivel mondial isi petrece o parte a capacității sale de a spori vartejuri atmosferice de pe planetă - uragane, furtuni, cicloane, etc.
Dar acest consum de energie nu afectează magnitudinea câmpului electric al Pământului.
Dacă luăm în considerare faptul că puterea medie depășește puterea uraganului toată puterea lumii, atunci putem concluziona că utilizarea pe scară largă și pe scară largă a acestei energii nu va afecta parametrii electrici ai planetei noastre.
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. Cel mai puternic dintre ele - este de uragane și creșterea curenților de aer în zona de convergență intertropical, care transporta o cantitate mare de sarcini negative în troposfera superioară.
Din cele de mai sus putem trage următoarele concluzii:
Sursa de energie este un simplu și ușor de utilizat.
Ieșirea este forma cea mai convenabilă de energie - energie electrică.
Sursa ecologic curat: nu emisii, nici un zgomot, etc.
Instalarea este simplu de fabricat și să mențină.
preț scăzut excepțional primit 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 30% 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 furtună și într-un timp scurt.
Kurilov Iuri Mihailovici,
Inginer-navigator, București